Come testare una termocoppia?

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Comment tester un thermocouple ?

La termocoppia è un sensore di temperatura molto utilizzato nell'industria, grazie alla sua versatilità, al suo breve tempo di risposta e al suo costo vantaggioso. I produttori consigliano di eseguire test durante tutta la vita del sensore per garantire una corretta calibrazione. Questa operazione richiede una buona conoscenza dei meccanismi della termocoppia. Come funziona una termocoppia? Quando dovrebbe essere testata una termocoppia e come? Rispondiamo alle tue domande in questa guida dettagliata.

Come funziona la termocoppia

Cos'è l'effetto Seebeck?

L'effetto termoelettrico Seebeck è la comparsa di una leggera corrente elettrica. Ciò accade quando si verifica un cambiamento di temperatura all'interno di un circuito aperto formato da due metalli di diverso tipo collegati in un punto. Questo fenomeno magnetico, scoperto dal fisico tedesco Thomas Johann Seebeck nel 1821, è all'origine di numerose applicazioni. L'effetto Seebeck portò alla realizzazione di strumenti di misurazione della temperatura, ma anche, più marginalmente, di generatori di energia elettrica per effetto termoelettrico.

Qual è la costituzione di una termocoppia?

La termocoppia Est un tipo di sensore che contiene due fili conduttivi in ​​lega metallica. Ha due tipi di saldature. Saldatura a caldo, o hot spot, collega insieme i due fili a un'estremità. È in questo punto a contatto con l'ambiente di cui viene misurata la temperatura. Il secondo tipo di saldatura, il punto freddo, è quello che collega ciascun filo al dispositivo di misurazione. Per ragioni pratiche è possibile posizionare dei cavi di collegamento in modo da creare un prolungamento tra queste giunzioni ed il display tramite un elemento chiamato connettore.

Come funziona un sensore a termocoppia?

Quando il punto caldo è esposto a una temperatura diversa da quella del punto freddo, nella termocoppia viene creata una tensione elettrica. Questa forza elettromotrice (fem) espressa in ohm è una funzione della temperatura. La conversione tra fem e temperatura viene effettuata utilizzando tabelle di conversione presentate anche sotto forma di curve di termocoppia a seconda del tipo. È la natura dei metalli o delle leghe metalliche utilizzate per la produzione che definisce il tipo termocoppia, tenendo conto della loro stessa conduttività. Queste tabelle utilizzano il principio secondo cui il punto freddo è a 0°C. Quando è a temperatura ambiente è necessario effettuare un calcolo differenziale per calcolare la reale tensione da convertire.

Dove vengono utilizzate le termocoppie?

IL sonda termocoppia è uno strumento di misurazione della temperatura. Lei è molto utile per applicazioni scientifiche e industriali. Anche le aziende in questi campi utilizzano sonde sensore di resistenza e il termometro a infrarossi in base alle loro esigenze. Il punto di forza della termocoppia è il suo basso costo per i modelli più comuni. Questo tipo di sonda consente di effettuare misurazioni che vanno da temperature molto basse a temperature molto elevate. Poiché funziona tramite una differenza di potenziale, è possibile misurare la temperatura automaticamente. È quindi possibile programmare una misurazione della temperatura a intervalli regolari senza intervento umano utilizzando un registratore.

Cosa devi sapere per testare una termocoppia

Cos'è un test della termocoppia?

Testare un sensore di temperatura a termocoppia è il primo passo della calibrazione della sonda misurazione. Questo tipo di prova consiste nel verificare la correlazione tra la corrente elettrica registrata dal dispositivo di misura ad una data temperatura e la corrispondenza teorica che appare nel tabella di conversione termocoppia.

Procedure di test ecalibrazione della termocoppia sono soggetti alle raccomandazioni emesse dalla ASTM (American Society for Testing and Materials), un'organizzazione riconosciuta a livello mondiale. Seguendo il loro consiglio, non è sufficiente misurare una singola unità di temperatura durante il test. Bisogna ripetere l'operazione a temperature diverse. Infatti, ciascun tipo di termocoppia è progettato per misurare la temperatura in un intervallo di temperature specifico.

Quando testare una termocoppia?

Come abbiamo appena visto, il test della termocoppia accompagna la calibrazione. Quest'ultimo è fatto in diversi casi :

  • Dopo la sua produzione e prima della sua vendita.
  • In caso di dubbi sulla precisione delle misurazioni.
  • Quando si modifica l'assegnazione della sonda di temperatura.
  • Regolarmente, per tutta la vita della sonda, con una frequenza dipendente dall'usura causata dall'ambiente a cui è esposta.

Una volta effettuato il test su diversi punti all'interno del campo di misura della termocoppia, i risultati potrebbero mostrare una differenza di temperatura rispetto alle tabelle di conversione. È allora opportuno aggiungere un coefficiente correttivo quando si calcola la conversione tensione/temperatura.

Quali sono le tecniche per testare una termocoppia?

Per testare una termocoppia vengono utilizzati due metodi principali, il test del confronto e il test del punto fisso. Il primo è costituito da confrontare la temperatura indicata dal sensore termocoppia a quella ottenuta da un altro sensore di temperatura posto nello stesso ambiente che funge da controllore. Si consiglia quindi di utilizzare un altro tipo di sensore più preciso. L'ambiente in cui si trovano questi sensori deve avere una temperatura stabile ed uniforme.

Durante il test del punto fisso, la giunzione calda del sensore termocoppia è esposta ad una temperatura nota sicuro e preciso. Secondo la scala internazionale delle temperature del 1990, il principio generalmente utilizzato è il punto triplo dell'acqua. Questa è una temperatura di 0,01°C. In cui l'acqua si trova ugualmente nei suoi tre stati: liquido, gassoso e solido.

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