In molti settori, le aziende hanno la necessità di ottenere un controllo preciso della temperatura nei loro processi produttivi. Per misurare una temperatura superficiale ed evitare errori di misurazione, è essenziale capire come funziona la sonda termica. In caso di termocoppia, il valore della temperatura viene calcolato da una corrente elettrica. Questo calcolo richiede in particolare l'uso di curve di termocoppia. Qui ti spieghiamo esattamente cosa sono queste curve di conversione e come vengono utilizzate.
Come viene calcolata la temperatura con una termocoppia?
Per comprendere il ruolo delle curve della termocoppia, iniziamo con un promemoria delle nozioni di base funzionamento della termocoppia.
Come si chiama termocoppia?
Ciò che chiamiamo il la termocoppia è un tipo di sensore di temperatura ampiamente utilizzato nell'industria. Per estensione la sonda, cioè l'intero dispositivo di misurazione della temperatura, viene chiamata sonda a termocoppia. LLa sonda di temperatura è composta da più elementi tra cui il sensore, che è in contatto con l'ambiente da misurare. La scatola di misurazione serve per recuperare le informazioni registrate o anche per trascriverle come temperatura in gradi Celsius sul display. Per ragioni pratiche è spesso necessario interporre dei cavi di prolunga tra il sensore e lo strumento di misura. IL termocoppia misura la temperatura di contatto, a differenza delle sonde che misurano la temperatura a distanza, come la sonda di radiazione infrarossa.
Se la sonda a termocoppia è così diffusa è grazie a il suo basso costo, ricavato dai prezzi dei materiali utilizzati per realizzare le tipologie più comuni di termocoppie. Anche lei lo è facile da usare, durevole e consente di misurare la temperatura in ampi intervalli di temperatura. Inoltre, offre una risposta rapida in caso di variazioni di temperatura.
Come convertire la tensione di una termocoppia in temperatura?
Una sonda a termocoppia consente di effettuare misurazioni della temperatura di un determinato mezzo grazie ad un fenomeno chiamato effetto Seebeck. Quando metalli conduttivi di natura distinta sono collegati insieme e le loro estremità sono esposte a temperature diverse, viene creata una leggera corrente elettrica. È quindi necessario misurare e convertire questo segnale elettrico per ottenere la temperatura in gradi Celsius.
Il sensore termocoppia funziona grazie all'esistenza di due distinte saldature, o giunzioni, tra i due fili di lega metallica che lo compongono. La saldatura a caldo è quella a contatto con l'ambiente da misurare. La giunzione fredda è collegata al dispositivo di misurazione della tensione.
Ogni tipo ha il proprio coefficiente di Seebeck, che permette di convertire l'intervallo di temperatura esistente tra il giunto caldo e il giunto freddo. È qui che entrano in gioco le curve delle termocoppie, che sono strumenti di aiuto alla conversione.
Curve di conversione per tipologia di termocoppia
Come utilizzare una curva di conversione della termocoppia?
Le curve di conversione della tensione sono strumenti essenziali per ottenere una lettura della temperatura in gradi Celsius da una forza elettromotrice (fem). Infatti, i collegamenti tra tensione e temperatura delle termocoppie non sono lineari. La relazione tra la tensione rilevata e la temperatura è spesso rappresentato anche sotto forma di tabella di conversione termocoppia visualizzazione millivolt e temperature corrispondenti. La rappresentazione sotto forma di curva permette di apprezzare la variazione del rapporto millivolt/temperatura. Tali curve sono definite per tipologia, cioè in base al tipo di metalli utilizzati nella fabbricazione del sensore termocoppia.
Per poter utilizzare la curva, è necessario iniziare definendo la tensione che risulta dall'esposizione del sensore ad una determinata temperatura. Nelle curve delle termocoppie questa tensione corrisponde a quella ottenuta quando il giunto freddo è a 0°C. La soluzione più semplice, in teoria, è quindi mantenere questa giunzione a 0°C. Quando ciò è impossibile, procediamo a compensazione della giunzione fredda. Utilizzeremo poi un altro sistema di misura per conoscere la temperatura del giunto freddo e poi effettueremo un calcolo differenziale.
Stai attento, per Per garantire la precisione della lettura della temperatura, è necessario effettuare calibrazione della termocoppia. La calibrazione viene eseguita in diversi modi, il più affidabile dei quali è osservare il risultato del sensore esposto alla temperatura del punto triplo dell'acqua. Può anche essere paragonato al punto di ebollizione dell'acqua o posto in un forno di calibrazione. Bisogna controllare la temperatura del sensore su tutto il suo campo di misura per garantirne l'affidabilità.
Cosa differenzia i tipi di termocoppie?
Ciò che differenzia le termocoppie è la natura dei metalli utilizzati per rendere i fili conduttori. Ogni metallo presenta resistenza alla temperatura specifica. Combinando due leghe metalliche per realizzare un sensore termocoppia si ottiene un sensore con caratteristiche specifiche.
Una norma europea elenca le termocoppie più comuni, Quelli sono i tipi di termocoppie. Sono contrassegnati da una lettera e sono 8. I tipi K, J, T ed E sono i più utilizzati, ed anche i più convenienti in termini di prezzo. I tipi N, S, R e B consentono la misurazione di temperature elevate. Essendo S, R e B in platino, il loro prezzo è più alto.
La principale caratteristica differenzia i tipi di termocoppie è loro intervallo di misurazione della temperatura. Alcuni possono misurare lo zero assoluto e altri temperature molto elevate. Le tipologie sono adatte per applicazioni particolari, come T, consigliate per basse temperature e criogenia. Al di là della questione dell’entità della temperatura, alcuni materiali lo sono più resistente di altri all'ossidazione in determinati ambienti. Si noti inoltre che il livello di precisione della misurazione varia a seconda della tipologia.
Consulenti di Thermometer.fr sono a disposizione per rispondere alle tue domande e aiutarti a scegliere il tipo di sonda di misura più adatta alle tue esigenze.
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