Термопара. Устройство, принцип работы, измерения термопар. Сведения о методах измерений

Приборы для измерений температуры жидких металлов и ЭДС датчиков активности кислорода iM Sensor Lab предназначены для измерений термо-ЭДС, поступающих от первичных преобразователей термоэлектрических, измеряющих температуру жидких металлов (чугуна, стали, меди и других) и ЭДС, генерируемой датчиками активности кислорода.

Описание

Принцип действия

Подаваемые на «измерительный» вход прибора для измерений температуры жидких металлов и ЭДС датчиков активности кислорода iM2 Sensor Lab сигналы термо-ЭДС от первичного преобразователя термоэлектрического (термопары) и ЭДС от датчиков активности кислорода (мВ) преобразуются в цифровую форму и по соответствующей программе пересчитываются в значения температуры и активности кислорода. Эти сигналы воспринимаются тактами частотой до 250 c-1. Прибор имеет 4 входа: Ch0 и Ch2 - для измерений сигналов от термопар, и Ch1, Ch3 - для измерений сигналов ЭДС от датчиков активности кислорода.

В процессе измерений температуры, производится анализ изменения поступающего входного сигнала с целью определения его выхода на стабильные показания (характеризуется параметрами так называемой "температурной площадки", определяемой длиной (временем) и высотой (изменением температуры). Если за время, заданное длиной площадки, фактическое изменение температуры не превышает её заданной высоты (т.е. допускаемого изменения температуры), то площадка считается выделенной. Далее прибор для измерений температуры жидких металлов и ЭДС датчиков активности кислорода iM Sensor Lab усредняет тактовые значения температуры, измеренные на длине выделенной площадки, и выводит среднее значение как результат измерений на экран.

Аналогичным образом выделяются площадки, соответствующие выходу ЭДС на стабильные показания, размеры которых также задаются длиной (временем) и высотой (допускаемым изменением величины ЭДС).

Помимо измерений температуры ванны, прибор позволяет определять температуру ликвидус жидкой стали, которая может быть пересчитана по эмпирическому уравнению в содержание углерода. По результатам измерений ЭДС, генерируемой датчиками активности кислорода, расчётным путём определяется активность кислорода в жидкой стали, чугуне и меди, содержание углерода в стали, содержание серы и кремния в чугуне, активность FeO (FeO+MnO) в жидких металлургических шлаках и некоторые другие параметры, связанные с термическим состоянием и химическим составом жидких металлов. Прибор также имеет возможность определять уровень ванны (положение границы шлак металл) путём анализа скорости изменений температуры при погружении термопары в ванну и определения толщины слоя шлака специальными зондами.

Приборы для измерений температуры жидких металлов и ЭДС датчиков активности кислорода iM2 Sensor Lab имеют две модификации, которые отличаются наличием или отсутствием сенсорного ЖK экрана (рисунок 1). При отсутствии экрана, управление прибором производится с внешнего компьютера или с промышленного планшета. В этом случае поставляется специальное программное обеспечения для осуществления связи между ними.

Сенсорный экран находится на передней панели корпуса прибора и на нём в цифровой и графической формах отображаются ход измерений, его результаты и другая информация, касающаяся измерений. На экран также выводится меню в виде текстовых закладок, с помощью которого производится управление прибором, его диагностика и просмотр данных о выполнен-

Лист № 2 Всего листов 4

ных ранее измерениях. В модификации «без экрана» вся вышеперечисленная информация отображается на экране компьютера или промышленного планшета.

Электронные платы прибора для измерений температуры жидких металлов и ЭДС датчиков активности кислорода iM2 Sensor Lab устанавливаются в пылезащищённом стальном корпусе, выполненному по стандарту 19” для установки на монтажной стойке или крепления в щите.

Сигналы с первичных преобразователей могут передаваться на прибор двумя способами - по кабелю и по радио. В последнем случае прибор соединяется с принимающем блоком (Reciver Box) по последовательному интерфейсу, а на рукоятке погружных жезлов устанавливается передающее устройство (QUBE), которое преобразует сигналы, поступающие с датчиков, в радиосигналы, передающиеся на принимающий блок. Последний принимает их и передаёт в прибор для обработки.

Пломбирование прибора не предусмотрено.

Программное обеспечение

Инсталляция программного обеспечения (ПО) осуществляется на предприятии изготовителе. Доступ к метрологически значимой части ПО невозможен.

Конструкция СИ исключает возможность несанкционированного влияния на ПО средства измерений и измерительную информацию.

Уровень защиты встроенного ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений

Высокий по Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Метрологические и технические характеристики приборов для измерений температуры жидких металлов и ЭДС датчиков активности кислорода iM2 Sensor Lab приведены в таблице 1. Таблица 1

* - без учета погрешности первичного преобразователя, удлиняющего кабеля и датчика ЭДС.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится типографским способом на титульный лист эксплуатационной документации типографским способом и на лицевую панель прибора методом офсетной печати.

Комплектность

Комплектность средства измерения приведена в таблице 2. Таблица 2

Поверка

осуществляется по МП РТ 2173-2014 «Приборы для измерений температуры жидких металлов и ЭДС датчиков активности кислорода iM2 Sensor Lab. Методика поверки», утверждённой ГЦИ СИ ФБУ «Ростест-Москва» 26.10.2014г.

Основные средства поверки приведены в таблице 3. Таблица 3

Сведения о методах измерений

Сведения о методах измерений содержатся в руководстве по эксплуатации.

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к приборам для измерений температуры жидких металлов и ЭДС датчиков активности кислорода iM2 Sensor Lab

1 Техническая документация изготовителя Heraeus Electro-Nite GmbH & Co. KG.

2 ГОСТ Р 52931-2008 «Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия».

3 ГОСТ Р 8.585-2001 «ГСП. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования».

4 ГОСТ 8.558-2009 «ГСП. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры».

при выполнении работ по оценке соответствия продукции и иных объектов обязательным требованиям в соответствии с законодательством Российской Федерации о техническом регулировании.

зируемого раствора на единицу. При производственных измерениях водородные электроды не применяют, так как они неудобны в эксплуатации.

8.1.1. Измерительная ячейка рН-метра

В связи с тем, что электродный потенциал непосредственно измерить нельзя, в потенциометрическом методе применяют гальваническую ячейку, в которой один электрод является измерительным, а другой – электродом сравнения (или вспомогательным), потенциал которого не зависит от концентрации исследуемых ионов раствора. Измерительный электрод помещается в анализируемую

жидкую среду, на нем создается скачок потенциала ЕХ , определяемый концентрацией ионов в этой среде. Потенциал сравнительного электрода должен всегда оставаться постоянным независимо от изменения состава среды.

В качестве измерительных электродов применяются стеклянные, индикаторная часть которых изготовлена из специальных сортов стекла, обладающих водородной функцией. В качестве сравнительного или вспомогательного электрода обычно используются каломельный или хлорсеребряные электроды. Они относятся к электродам так называемого второго рода, которые состоят из металла, его труднорастворимой соли и легкорастворимой соли с тем же анионом, что и у труднорастворимой соли.

Общий вид ячейки со стеклянным измерительным электродом представлен на рис. 1, где 1 – стеклянный индикаторный электрод, 2 – каломельный сравнительный электрод.

ЭДС электродного датчика рН-метра складывается из ряда потенциалов:

E яч= Е к+ Е вн+ Е х+ Е ср+ Е д,

где Е к – разность потенциалов между контактным вспомогательным электродом и раствором, заполняющим стеклянный электрод; E вн – разность потенциалов между раствором и внутренней поверхностью измерительной мембраны; Е х – разность потенциалов между наружной поверхностью стеклянной мембраны и контролируемой средой (функцией pH); Е ср – разность потенциалов на границе ртуть (Hg ) – каломель (Hg 2 Cl 2 ); Е д – диффузионный потенциал на границе контакта двух сред – KCl и контролируемой средой. Хло-

рид калия KCl выполняет роль электролитического ключа, соединяющего анализируемый раствор с электродом.

Рис. 1. Электрическая цепь измерительной ячейки рН-метра

При этом величины Е к , Е вн , Е в постоянны и от состава анализируемой среды не зависят. Диффузионный потенциал Е д очень мал и им можно пренебречь. Таким образом, общая ЭДС определяется трльео активностью ионов водорода: Е яч =Е х + Е .

Таким образом, Е яч =f(pH) , то есть Е яч является линейной функцией pH, что и используется при электрическом измерении величины pH.

Зависимость ЭДС электродной ячейки Е яч от pH определяется электродными свойствами стекла и характеризуется коэффициентом крутизны S характеристики электродной системы S= E/ pH . Изменение температуры анализируемого раствора влияет на ЭДС электродной системы, изменяя крутизну номинальной статической характеристики (НСХ) измерительного электрода. Если выразить эту зависимость графически (рис. 2), то получится пучок пересекающихся прямых. Координаты точки пересечения прямых называются координатами изопотенциальной точки (Е Н ,рН Н ) и являются важнейшими характеристиками электродной системы, которыми руководствуются при расчете схемы температурной компенсации рН-метра. Температурная компенсация изменения ЭДС электродной системы, как правило, осуществляется автоматически (с помощью ТС, включенного в схему промышленного преобразователя рН-метра).

>> R СТ.

Рис. 2. НСХ измерительного электрода

Измерительная ячейка со стеклянным электродом может быть представлена в виде эквивалентной схемы (рис. 3). Сопротивление R яч весьма велико вследствие высокого сопротивления мембраны стеклянного электрода R ст (R яч 500 МОм), Поэтому протекание незначительных токов по внутреннему сопротивлению ячейки вызовет большую погрешность измерения:

UВХ =ЕЯЧ – IЯЧ RЯЧ ; UВХ =ЕЯЧ .

Из последнего равенства видно, что основное требование измерения U ВХ =Е ЯЧ может быть выполнено, если R ВХ >> RЯЧ , т.е.

R ВХ

Рис. 3. Эквивалентная схема измерительной ячейки

8.1.2. Промышленные преобразователи рН-метров ГСП

Комплект автоматического промышленного рН-метра состоит из датчика погружного (типа ДПг-4М) или магистрального (типа ДМ-5М), измерительного высокоомного преобразователя и вторичного прибора ГСП общепромышленного назначения. Задачей измерительного прибора, входящего в комплект рН-метра, является измерение ЭДС электродной системы, которая при неизменных температурных условиях является функцией рН.

Точное измерение ЭДС измерительной ячейки рН-метра, представляющей собой маломощный источник, связано со значительными трудностями. Во – первых, через измерительную ячейку нельзя пропускать ток, плотность которого превышает 10–7 А/см2 , так как может возникнуть явление поляризации электродов, в результате чего электроды выходят из строя. Второе существенное затруднение заключается в том, что при непосредственном измерении ЭДС ячейки рН-метра с потреблением тока, например милливольтметром, создается электрическая цепь, по которой протекает ток, определяющийся суммой внутреннего сопротивления измерительного электрода (около 500…1000 МОм) и сопротивления измерительного прибора. В этом случае необходимо соблюдать ряд условий: измерительный ток должен быть меньше тока поляризации электродов; внутреннее сопротивление прибора должно быть не менее чем в 100 раз выше сопротивления стеклянного электрода, что, однако, вступает в противоречие с требованием высокой чувствительности прибора. В связи с этим преобразователи с непосредственным измерением ЭДС практически не применяются.

Единственным методом, удовлетворяющим всем требованиям измерения ЭДС ячейки рН-метра, является компенсационный (потенциометрический), или нулевой метод измерения, основным преимуществом которого является отсутствие тока в момент отсчета показаний. Однако не следует считать, что при компенсационном методе электрод не нагружается совсем, и поэтому явление поляризации электродов исключено. Здесь протекание тока (в пределах 10-12 А) объясняется тем, что в процессе измерения всегда имеется небаланс, а в момент измерения компенсация достигается только с той точностью, с какой позволяет чувствительность нульиндикатора.

В настоящее время для измерения ЭДС электродной системы со стеклянным электродом применяют только электронные нуль - индикаторы (измерительные преобразователи) со статической компенсацией. Упрощенная блок-схема, поясняющая принцип действия такого преобразователя, приведена на рис. 4. Преобразователь представляет собой усилитель постоянного тока, охваченный глубокой отрицательной связью ОС по выходному току, чем и обеспечивается большое входное сопротивление. Усилитель построен по схеме преобразования постоянного напряжения в переменное с последующей демодуляцией.

Рис. 4. Структурная схема метода измерения ЭДС ячейки рНметра

Измеряемая ЭДС Е ИЯ сравнивается с напряжением U ВЫХ , образуемым от протекания выходного тока усилителя I ВЫХ по резистору R ОС . На вход усилителя поступает разность этих напряжений U ВХ =Е ИЯ -U ВЫХ . Если коэффициент усиления к = U ВЫХ /U ВХ , то Е ИЯ = U ВЫХ / (1+1/к). При достаточно большом значении к (к 500) Е ИЯ U ВЫХ I ВЫХ R ОС , т.е. сила выходного тока практически пропорциональна входному сигналу от измерительной ячейки рН – метра.

Применение статической компенсации позволяет во много раз уменьшить силу тока, потребляемого от измерительной ячейки в процессе измерения.

Данный принцип реализован практически во всех промышленных преобразователях рН – метров: рН-201, П201, П202, П205 (полупроводниковая элементная база) и в П215 (с использованием стандартных микросхем).

8.1.3. Описание преобразователя П – 201

Промышленные преобразователи типа П201 предназначены для измерения активности ионов водорода (величины рН) растворов и пульп в системах автоматического контроля и регулирования технологических процессов.

Преобразователи рассчитаны для работы в комплекте с любыми серийно выпускаемыми чувствительными элементами рН, как например, ДПг-4М; ДМ-5М и др.

Преобразователь имеет выходы по напряжению и току для подключения вторичных приборов с соответствующими входными

сигналами.
	Основные технические характеристики:
	пределы измерения	от –1 до 14 рН
	предел допускаемой основной приведенной
погрешности:
	а) по выходным сигналам постоянного тока и
	напряжению постоянного тока
	б) по показывающему прибору
	сопротивление измерительного стеклянного
электрода
	сопротивление вспомогательного электрода
	время установления показаний	не более 10 с
	выходной ток	не более 10 с
	выходной ток
	выходное напряжение
	выходное напряжение	от 0 до 10 100мВ

Преобразователь предназначен для монтажа в непосредственной близости от промышленных агрегатов. Преобразователь может состоять из показывающего узкопрофильного прибора и собственно преобразователя, устанавливаемых на одной общей панели или раздельно, или только одного преобразователя. Внешний вид прибора показан на рис. 5.

Кожух 1 выполнен из листовой стали, крышка 2 литая, из алюминиевого сплава. На лицевой стороне крышки имеются надпись с индексом прибора, колпачок 3 и резьбовая заглушка 4.

Рис. 5. Внешний вид преобразователя П201

Внутри кожуха устанавливается каркас, служащий основанием для установки всех блоков и элементов прибора. На переднюю панель преобразователя, расположенную под крышкой, выведены оси переменных резисторов, предназначенных для изменения пределов измерения преобразователей. Колодка с зажимами для внешних электрических соединений расположена в закрытом отсеке, доступ к ней предусмотрен со стороны задней стенки корпуса. Провода вводятся в отсек через четыре сальника в нижней стенке прибора (рис. 6).

Рис. 6. Схема внешних электрических соединений преобразователя П-201: ТРМ – измеритель-регулятор универсальный; ТКР – блок резисторов температурной компенсации

8.1.4. Поверка и градуировка автоматического рН-метра

Текущая поверка автоматического рН-метра заключается в сравнении его показаний с показаниями контрольного прибора. При значительном расхождении показания поверяемого прибора корректируются с помощью компенсатора или путем изменения градуировки преобразователя с помощью ручек настройки. Кроме

того, необходимо периодически проводить более детальную проверку датчика и преобразователя.

Проверка датчика включает в себя следующие операции:

1) тщательный наружный осмотр, в особенности тех его частей, которые соприкасаются с измеряемой средой;

2) проверка электрических цепей, в особенности сопротивления изоляции цепей стеклянного и сравнительного электродов от-

носительно корпуса, которое должно быть не менее 1012 Ом и 2108 Ом соответственно;

3) проверка характеристики электродной системы по буферным растворам с известной величиной рН с помощью контрольного лабораторного рН-метра.

Поверка преобразователя включает в себя:

1) определение основной погрешности измерений преобразователя и корректировку его градуировки;

2) определение дополнительных погрешностей измерений преобразователя от изменения сопротивления стеклянного электрода R СТ , изменения сопротивления сравнительного электрода RСР

и изменение потенциала контролируемого раствора Е Х .

Для градуировки шкалы рН-метров необходимо иметь имитатор электродной системы И-01 или И-02.

Имитатор электродной системы позволяет проверять работоспособность датчика рН – метров; влияние изменения сопротивления электродов и напряжения между раствором и корпусом агрегата на показания прибора; помехозащищенность рН-метров.

С помощью имитатора можно воспроизвести следующие параметры электродной системы:

а) напряжение, эквивалентное ЭДС электродной системы, в пределах от 0 до 1000 мВ;

б) сопротивление, эквивалентное сопротивлению стеклянного электрода: 0; 500 и 1000 МОм;

в) сопротивление, эквивалентное сопротивлению вспомогательного электрода: 10 и 20 кОм;

г) напряжение, эквивалентное ЭДС “земля – раствор”: 0 и

Имитатор является электрическим эквивалентом электродной системы (рис. 7) и конструктивно оформлен в виде переносного устройства, размещенного в стальном корпусе со съемной крышкой.

E З Rв

Рис. 7. Эквивалентная схема имитатора электродной системы: R И – сопротивление измерительного стеклянного электрода; R В – сопротивление вспомогательного электрода; E – суммарная ЭДС электродной системы: E З – ЭДС “земля - раствор”.

На лицевой панели имитатора имеются клеммы для подключения его к поверяемому рН-метру с помощью кабеля, который имеется в комплекте. Там же размещены ручки установки требуемой величины выходного напряжения, сопротивления электродов, потенциала контролируемого раствора и т.д.

8.2. ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИБОРЫ

1. Промышленный преобразователь П-201.

2. Имитатор электродной системы И-02.

3. Измеритель-регулятор универсальный многоканальный ТРМ 138.

8.3. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Собрать установку для поверки преобразователя П-201 с помощью имитатора И-02 в соответствии со схемой рис. 8, соединив выход имитатора со входом “Изм” и “Всп” преобразователя посредством коаксиального кабеля.

2. Подготовить к работе имитатор. Для этого нажать на переключателях имитатора: “R И ” – кнопку 500; “EЗР ”,”RВ ” – кнопки

“00” для EЗР и ”010” для RВ ; “ПИТАНИЕ” – кнопка “EВНУТР ” и “Вкл”.

3. Подать напряжение питания на стенд.

Рис. 8. Схема поверки: 1 – имитатор электродной системы И-02; 2 – электродная система; 3 – высокоомный преобразователь П-201; 4 – измеритель-регулятор многоканальный ТРМ 138

4. Стрелками ^ v на ТРМ 138 выбрать канал № 5, по которому осуществляется отсчет ЭДС.

5. Произвести поверку преобразователя.

Для этого:

5.1. Набрать на кнопках переключателя “E, mV” имитатора значение ЭДС, соответствующее величине рН оцифрованной отметки шкалы. Переключатель “EX , mV” устанавливается в положении “+” или “-“ в зависимости от знака ЭДС в градуировочной таблице.

5.2. Произвести отсчет показаний по имитатору И-02. Определить основную погрешность измерений при RВ =10

кОм; EЗ =0. Основная погрешность проверяется на всех оцифрованных отметках шкалы при прямом и обратном ходе и рассчитывается по формуле = [(E –E 0 )/(E K –E Н )]100%, где E 0 – табличное (действительное значение ЭДС электродной системы, соответствующее данной оцифрованной отметке шкалы, мВ; E – фактическое значение ЭДС, мВ; Е К , Е Н – значения ЭДС, соответствующие конечной и начальной отметкам шкалы.

6. Результаты поверки представить в отчете.

С возбужденными Резонансными Микрокластерными структурами (РМ) и Сверхкогерентным Излучением (СИ) (sb22.pdf , sb22.htm , ikar.pdf , sb43-1.pdf , sb43-1.htm , svg_avt.pdf , sb44-2.pdf , sb44-2.htm).

Рис.2. "ДСИ", мини комплект: 1,2 - вспомогательные электроды, 3 - датчик ЭДС, 4 -мультиметр. Регистрация ЭДС: К - исходная водопроводная вода ЭДС=+197,5 мВ ; А - активированная вода после установки "Изумруд-СИ" (мод.01os-50) ЭДС=- 196,5 мВ .

Способ регистрации свойств неравновесной жидкости (Широносов В.Г. - Способ определения активности структурированной жидкости. Заявка на изобретение РФ №2007127132 от 16.07.2007 pat_2007127132.pdf . Международная заявка на изобретение по PCT A18058 от 14.07.2008).
Способ детектирования кластерной структуры и микрокластеров жидкости (Широносов В.Г., Кузнецов Е.В. Заявка на изобретение РФ №2007127133 от 16.07.2007 pat_2007127133.pdf . Международная заявка на изобретение по PCT A18056 от 14.07.2008) .

Особенности измерения ОВП для неравновесных систем в области отрицательных значений. см. faq.htm ответ от 11.05.2009 -
...Удобные в работе портативные коммерческие приборы (карандаши) изготовлены на основе электродов, секреты производства которых не раскрываются. Калибровка таких приборов по стандартным растворам красной и желтой кровяной соли в области положительных ОВП не дает никакой гарантии на правильность показаний при отрицательных ОВП. Использование платиновых электродов и стандартных электродов сравнения (например, хлор-серебряных), на первый взгляд гарантирует правильный результат.
Однако здесь большое значение имеет чистота платинового электрода. Измеряемой величиной является разность потенциалов между двумя электродами. Входное сопротивление измерительной цепи велико, но не бесконечно, оно составляет обычно 10^10 - 10^12 Ом.

см. http://www.o8ode.ru/article/onew/water_ovp/
Часть 1. Измерение ОВП
... Найдено, что большое значении при измерениях с помощью платиновых электродов играют величина площади электродов, «гладкость» поверхности, обработка электрода перед измерениями, а также структура металла.
Чем больше площадь электрода, выше чистота обработки, применены специальные методы удаления окисных слоев, тем электрод более чувствителен к изменению содержания кислорода в воде и имеет более отрицательную величину потенциала.
Так, например, мы взяли партию в 100 шт платиновых лабораторных электродов типа ЭПЛ-02, изготовливаемых на Гомельском ЗИП (Беларусь), и провели измерения в воде с различным содержанием кислорода. Платина у этих электродов представляет шарик диаметром примерно 1мм, вплавленный в стекло. Разброс потенциалов у таких электродов на уровне воды, имеющей потенциал минус 200 мВ, составлял 150 мВ. При просмотре поверхности платины под микроскопом видно, что поверхность неровная, изрытая ямками, которые возникли при обработке платины в газовой горелке.
Гораздо лучшая воспроизводимость получается, если брать платину в виде отполированной проволоки диаметром более 1,5 мм и длиной 2-3 мм или в виде диска диаметром 1 см электроды фирмы «ЮМО» (Германия).
Дополнительно к качеству поверхности платины и её площади важное значение имеет обработка электрода в некоторых восстановительных растворах.
Мы проанализировали «качество» платиновых электродов у портативных ОВПметров как правило китайского производства. К сожалению, из-за экономии платины (стоимость платины сейчас составляет почти 2000 руб/г) все электроды не отвечают вышеназванным требованиям для получении достаточно достоверных и воспроизводимых результатов.
Подводя итоги, можно в большой мере утверждать, что при отсутствии в воде редокс-систем типа Fe^2+/Fe^3+ потенциал платинового электрода (ОВП) во многом определяется количеством растворенного кислорода.

Рис.3. Пример регистрации двумя ОВП-метрами из одной партии ОВП: буферноого раствора ОВП_001= +281 мВ , ОВП_002=+ 289 мВ .

Термопара (термоэлектрический преобразователь) - устройство, применяемое для измерения температуры в промышленности, научных исследованиях, медицине, в системах автоматики.

Принцип действия основан на эффекте Зеебека или, иначе, термоэлектрическом эффекте. Между соединёнными проводниками имеется контактная разность потенциалов; если стыки связанных в кольцо проводников находятся при одинаковой температуре, сумма таких разностей потенциалов равна нулю. Когда же стыки находятся при разных температурах, разность потенциалов между ними зависит от разности температур. Коэффициент пропорциональности в этой зависимости называют коэффициентом термо-ЭДС. У разных металлов коэффициент термо-ЭДС разный и, соответственно, разность потенциалов, возникающая между концами разных проводников, будет различная. Помещая спай из металлов с отличными от нуля коэффициентами термо-ЭДС в среду с температурой Т 1 , мы получим напряжение между противоположными контактами, находящимися при другой температуре Т 2 , которое будет пропорционально разности температур Т 1 и Т 2 .

Преимущества термопар

Высокая точность измерения значений температуры (вплоть до ±0,01 °С).
Большой температурный диапазон измерения: от −250 °C до +2500 °C.
Простота.
Дешевизна.
Надёжность

Для получения высокой точности измерения температуры (до ±0,01 °С) требуется индивидуальная градуировка термопары.
На показания влияет температура свободных концов, на которую необходимо вносить поправку. В современных конструкциях измерителей на основе термопар используется измерение температуры блока холодных спаев с помощью встроенного термистора или полупроводникового датчика и автоматическое введение поправки к измеренной ТЭДС.
Эффект Пельтье (в момент снятия показаний необходимо исключить протекание тока через термопару, так как ток, протекающий через неё, охлаждает горячий спай и разогревает холодный).
Зависимость ТЭДС от температуры существенно нелинейна. Это создает трудности при разработке вторичных преобразователей сигнала.
Возникновение термоэлектрической неоднородности в результате резких перепадов температур, механических напряжений, коррозии и химических процессов в проводниках приводит к изменению градуировочной характеристики и погрешностям до 5 К.
На большой длине термопарных и удлинительных проводов может возникать эффект «антенны» для существующих электромагнитных полей.

Технические требования к термопарам определяются ГОСТ 6616-94. Стандартные таблицы для термоэлектрических термометров (НСХ), классы допуска и диапазоны измерений приведены в стандарте МЭК 60584-1,2 и в ГОСТ Р 8.585-2001.

платинородий-платиновые - ТПП13 - Тип R
платинородий-платиновые - ТПП10 - Тип S
платинородий-платинородиевые - ТПР - Тип B
железо-константановые (железо-медьникелевые) ТЖК - Тип J
медь-константановые (медь-медьникелевые) ТМКн - Тип Т
нихросил-нисиловые (никельхромникель-никелькремниевые) ТНН - Тип N.
хромель-алюмелевые - ТХА - Тип K
хромель-константановые ТХКн - Тип E
хромель-копелевые - ТХК - Тип L
медь-копелевые - ТМК - Тип М
сильх-силиновые - ТСС - Тип I
вольфрам и рений - вольфрамрениевые - ТВР - Тип А-1, А-2, А-3

Для использования онлайн калькулятора в поле «Термо-ЭДС (мВ)» необходимо ввести значение термо-ЭДС термопары, так же следует учитывать, что температура будет отображаться без учета температуры окружающей среды. Для удобства пользования онлайн калькулятором в поле «Температура окруж. среды» необходимо ввести температуру окружающей среды в °С и все показания будут с утечем температуры окружающей среды.

Онлайн калькулятор перевода термо-ЭДС в температуру (°С) для термопары типа хромель-алюмель — ТХА — Тип K.

Онлайн калькулятор

типа хромель-алюмель — ТХА — Тип K.

Онлайн калькулятор перевода термо-ЭДС в температуру (°С) для термопары типа

хромель-копель — ТХK — Тип L.