Термопара - один з найпопулярніших датчиків температури. Незважаючи на свою високу надійність, вона може показувати помилкові значення з різних причин. У цій статті ми розглянемо до 18 найпоширеніших помилок, а також способи їх запобігання та усунення. Перегляньте наш повний посібник!
Термопари (термоелектричні датчики) - це датчики температури, які складаються з двох дротів з різних металів, з'єднаних разом на одному кінці для утворення вимірювального зварного шва. Вільні кінці термопари вимірюють напругу, яка виникає при нагріванні або охолодженні зварного шва. Вона пропорційна різниці температур між вимірювальним швом і вільними кінцями - клемами.
Термопари широко використовуються в багатьох галузях промисловості, оскільки вони надійні, відносно недорогі, мають достатню точність для більшості застосувань і не потребують зовнішнього джерела живлення. Термопарні датчики також цінуються за їх широкий діапазон вимірювання - Залежно від використовуваних матеріалів, термопара може вимірювати температуру від -200°C to +1250°C. Однак, з різних причин можуть виникати помилки вимірювання термопари.
Найпростіший спосіб перевірити правильність роботи термопари - це імітувати вимірювання за допомогою мілівольтового генератора який під'єднується безпосередньо до індикаторного пристрою. Встановіть значення, наведені в ряді напруг, і порівняйте показання із заданими температурами. Це найшвидший спосіб визначити, чи правильно вибрано лінеаризацію або діапазон вимірювання.
Для швидкий тест, ізолювати шматок компенсаційного дроту, скрутіть дроти з одного кінця і підключіть індикаторний пристрій. Скручені дроти утворюють термопару, за допомогою якої, нагріваючи місце з'єднання, можна перевірити основну роботу пристрою.
Якщо він не працює належним чином, перевірте причини виходу з ладу термопари:
Проблема: Ми часто стикаємося з тим, що на датчику вибрано неправильний тип термопари. Цей тип помилки виникає через те, що існує багато різних типів цих датчиків, наприклад, термопари типу K, типу J або типу S для високих температур.
Ви повинні бути обережними, оскільки кожен з них має різний діапазон, точність та електричну потужність. Вибір неправильного типу термопари при налаштуванні датчика під час встановлення може призвести до помилкових вимірювань.
Рішення: Різними типами термопарних датчиків є з відповідним кольоровим кодуванням. Завжди перевірте колірний код на гільзі термопари перед налаштуванням датчика.
Кольорове маркування термопар - оболонки та компенсаційних проводів
Проблема: Найпоширенішою помилкою при підключенні термопари є порушення полярності підвідних проводів. У цьому випадку виміряна температура буде неправильною через різницю температур між двома кінцями проводів.
Такі помилки трапляються через інтуїтивне очікування, що червоний дріт буде позитивним. Однак червоний дріт у кабелях термопар зазвичай є негативним.
Рішення: Перевірте підключення термопари та, за необхідності, замініть провід термопари.
Індикаторний прилад показує такі температури в приміщенні
Пошкоджено термопару або кабель
Індикація відповідає значенню, але зі знаком мінус
Поміняв полярність у вказівному пристрої.
Зазначена температура явно завищена; індикація дрейфу
a) Поміняйте полярність з'єднувального дроту на з'єднувальній голівці (в результаті заміни проводів створюються дві додаткові термопари)
b) Неправильна лінія розширення
Індикація явно завищена або занижена
a) Неправильна лінеаризація у вказівному пристрої.
b) Неправильна лінія розширення
Індикація занадто висока або занадто низька на фіксоване значення
Неправильна температура точки порівняння
Індикація правильна, але повільно дрейфує
Температура точки порівняння нестабільна або не була виміряна.
Дисплей містить похибку від 20 до 25 °C
Лінеаризація термопари L-типу в J-тип або навпаки.
Коли один полюс термопари від'єднано, значення все одно відображається
a) Електромагнітна напруга створює перешкоди у вхідному кабелі
b) Через відсутність гальванічної розв'язки та недостатню ізоляцію з'явилася напруга перешкод, яка проникає, наприклад, через ізоляцію печі.
Навіть після від'єднання обох полюсів термопари все одно відображається високе значення
a) Електромагнітні перешкоди впливають на вхідний кабель
b) Гальванічна напруга, спричинена, наприклад, вологою ізоляцією, впливає на зрівняльний кабель
Проблема: Майте на увазі, що термопара вимірює різницю температур у фактичній температурі, а не абсолютну температуру. Тому поруч з термопарою не можна розміщувати такі пристрої, як вентилятори можуть спричинити коливання температури і, відповідно, помилкові показники.
Рішення: Не тримайте вентилятори або інші джерела охолодження чи нагрівання поблизу опорного переходу (холодного переходу). Також переконайтеся, що роз'єм термопари ізольований, оскільки це допомагає захистити його від екстремальних температур.
Проблема: Якщо термопара заземлена в декількох місцях місце, негативне явище, яке називається 'контур заземлення' може відбуватися. Це пов'язано з протіканням струму через термопару від одного заземлювача до іншого, що призводить до виникнення електромагнітних полів. Ці поля створюють перешкоди для радіочастот, що, в свою чергу, впливає на точність вимірювання температури.
Рішення: Заземлюйте або передавач (з'єднувальну головку), або контролер/реєстратор, але не обидва одночасно.
Проблема: Відсоток металевих сплавів з якого виготовлені дроти термопар може дещо відрізнятися від партії до партії. Деякі похибки в точності термопарних датчиків, зумовлені виробничим процесом, неминучі. Типова точність становить ±1-2°C, що є достатнім для більшості промислових застосувань.
Рішення: Якщо ваша задача вимагає винятково високої точності, замовте термопари з проводами спеціального обмеження . Вони виготовляються з найвищими допусками, щоб утримувати домішки на якомога нижчому рівні, а пропорції сплаву - на якомога вищому.
Також не забудьте придбати термопари від перевірених постачальників. У JUMO, ми дбаємо про контроль якості наші термопарні датчики, щоб максимально зменшити виникнення проблем з дротяними сплавами.
Проблема: Як і будь-який пристрій або машина, термопара, що використовується протягом декількох років, зношується. Ці пристрої піддаються впливу екстремальних температур, тиску та інших сил, які неминуче призводять до їх старіння.
Рішення: Замініть зношену термопару на нову. Регулярне технічне обслуговування допомагає уповільнити процес старіння вимірювального обладнання.
