W przemysłowych układach pomiaru temperatury stosuje się dwa typy czujników: czujniki rezystancyjne i czujniki termoelektryczne.
W zależności od wymagań stawianych układowi pomiarowemu czujniki temperatury można podłączać do wskaźników, regulatorów lub rejestratorów.
Często ze względu na wykonanie czujnika temperatury oraz wpływ przewodów połączeniowych na dokładność pomiaru stosuje się przetworniki pomiarowe na standardowe sygnały analogowe prądowe lub napięciowe.
Czujniki rezystancyjne wykonywane są jako elementy platynowe lub niklowe. Zasada pomiaru oparta jest o wpływ temperatury na rezystancję czujnika.
Typ czujnika określa się podając materiał z jakiego jest wykonany oraz wartość rezystancji czujnika w temperaturze 0°C (np. Pt100 lub Pt1000). Zależność między temperaturą i rezystancją określają odpowiednie normy.
|
Podłączenie
Zasadniczo stosuje się tylko trzy sposoby podłączenia czujnika rezystancyjnego do miernika:
- podłączenie 2-przewodowe
- podłączenie 3-przewodowe
- podłączenie 4-przewodowe
Dobierając sposób podłączenia należy brać pod uwagę wymaganą dokładność pomiarową czujnika, znamionową rezystancję czujnika oraz długość przewodów łączących czujnik z przetwornikiem lub przyrządem pomiarowym. |
Termoelementy
Termoelementy są to dwa przewodniki (termoelektrody) wykonane z różnych materiałów, połączone ze sobą na jednym końcu i tworzące część układu wykorzystującego zjawisko termoelektryczne do pomiaru temperatury (zjawisko Seebecka). Zjawisko termoelektryczne polega na wytworzeniu siły termoelektrycznej (s.e.m.) na skutek różnicy temperatur między dwoma spoinami: pomiarową (połączone końce termoelementu), na którą oddziaływuje mierzona temperatura i odniesienia (niepołączone wolne końce termoelektrod), która znajduje się w znanej (najczęściej 0°C) temperaturze.
|
Termoelementy płaszczowe
Szczególne wymaganie techniczne oraz specjalne zastosowania np. medyczne, doprowadziły do opracowania termoelementów płaszczowych o niewielkich wymiarach, wysokiej rezystancji izolacji i dużej odporności na agresywne środowisko. Jednolity przewód termoelementu płaszczowego składa się z:
- dwóch przewodów (termoelektrod)
- warstwy izolacji - silnie sprasowanego proszku mineralnego (przeważnie tlenek magnezu)
- płaszcza metalowego zapewniającego osłonę mechaniczną chemicznej spoiny pomiarowej i termoelektrody
Na jednym końcu termoelektrody są zaspawane tworząc spoinę pomiarową (gorący koniec termoelementu). Zespawany jest również płaszcz termopary aby odizolować spoinę pomiarową od wpływów zewnętrznych. Drugi koniec termoelementu jest podłączony do przewodu przedłużającego lub kompensacyjnego, bezpośrednio lub poprzez złącze wtyczkę - gniazdo. Dzięki bardzo silnemu sprasowaniu warstwy izolacji i odpowiedniej strukturze metalurgicznej zarówno termoelektrod jak i płaszcza, termoelementy są bardzo giętkie i mogą być wyginane z minimalnym promieniem krzywizny trzy razy większym od ich średnicy zewnętrznej. Małe średnice zewnętrzne termoelementów umożliwiają zatem pomiar temperatury nawet w miejscach trudno dostępnych.
W układzie pomiaru temperatury przy użyciu czujników termoelektrycznych każde połączenie kablowe może być źródłem niepożądanych, zakłócających pomiar, napięć termolektrycznych.
Wszelkie podłączenia czujnika temperatury do miernika dokonywane powinny być wyłącznie przewodem kompensacyjnym, dopasowanym do rodzaju termopary.
Każdy typ kabli kompensacyjnych posiada izolację innego, ściśle określonego koloru. Wykonanie połączeń zwykłym kablem miedzianym lub przewodem kompensacyjnym niedopasowanym do typu termopary nie zapewni prawidłowego pomiaru.