Принцип измерения термопары
Если температура места измерения отличается от температуры на свободном конце сенсора, то между свободными концами возникает напряжение, термическое напряжение. Величина термического напряжения зависит от разницы между температурой места измерения и температурой на свободных концах, а также от вида комбинации материалов сенсора. Так как одним сенсором всегда регистрируется одна разница температур, то для определения температуры места измерения свободные концы должны находится в на клемме термокомпенсации с равномерной и известной температурой.
Основные величины термических напряжений и допустимые отклонения
Основные величины термических напряжений и допустимые отклонения для самых распространенных пар материалов приведены в DIN EN 60 584, часть 1 (см. „Технические параметры“, таблица „Основные величины термонапряжений и предельные отклонения“).
Сенсоры Cu-CuNi и Fe-CuNi по DIN 43 710 предусмотрены в качестве запасных. Обычно поставляются сенсоры класса 2. Для более точных измерений могут поставляться сенсоры класса 1 с уменьшенным наполовину DIN-допуском или сертификатом заводского испытания. Допуски действуют только при поставке прибора.
В процессе эксплуатации при высоких температурах допуски сенсоров могут изменяться из-за поглащения примесей, окисление или испарение составных частей сплавов.
Принцип работы
Сенсоры от их места соединения через компенсационные линии по возможности имеют удлинение до места с равномерной температурой (клемма термокомпенсации).
Компенсационные линии имеют туже идентификационную окраску как и соотвествующие сенсоры; плюсовой полюс окрашен в красный цвет. Следить за соблюдением полей при соединении, в ином случае возникают большие погрешности измерения. До 200 °C для компенсационных линий действуют те же основные величины и допуски что и для соотвествующих сенсоров.
Влияние колебаний температуры на клемме термокомпенсации может быть устранено компенсационным подключением, например, с помощью компенсационной розетки. Эталонная температура составляет 0 °C (32 °F ) или 20 °C (68 °F).
Клеммы термокомпенсации также могут сохранять постоянную температуру в 50, 60 или 70 °C (122, 140 или 158 °F) с помощью термостата (для нескольких мест измерения).
От клеммы термокомпенсации к измерительному или процессуальному прибору прокладываются медные линии. У энергопотребляющих приборов, например, у индикаторов и точечных принтеров, весь измерительный контур (сенсор, компенсационная линия и медная линия) в рабочем состоянии должен компенсироваться уравнительным сопротивлением. Измерительный преобразователь SITRANS T и компенсационный самописец KOMPENSOGRAPH для подсоединения к термопарам имеют встроенную компенсационную схему для уравнивания влияния внешней температуры на клемму термокомпенсации. Благодаря высокому входному сопротивлению здесь отсутствует коррекция линейного сопротивления.
Защитная арматура/защитные трубки
Сенсор может быть защищен от механического или химического воздействия с помощью керамической или металлической защитной трубки, которая ввинчивается, приваривается или прифланцовывается к трубопроводам или резервуарам. Конец сенсора находится на соединительной головке.
Примеры монтажа с предложениями для сенсоров и материалов защитных трубок см. в разделе „Интеграция“ в таблице „Примеры монтажа“.
Из-за различных условий эксплуатации ответственность изготовителя не распространяется на арматуры защитных трубок. За повреждения и ошибки измерения вследсвии неправильного монтажа изготовитель отвечает в рамках общих условий поставки в том случае, если монтаж был осуществлен самим изготовителем и данные заказчика касательно условий эксплуатации правильны и полны.
Термопары очень гибкие, почти всегда им можно придать форму и размер, соответсвующие использованию. Температурный чувствительный элемент имеет форму точки. Поэтому термопары особенно подходят для измерения быстро меняющихся температур.