Подключение термопары к мультиметру: Как температура измеряется мультиметром, как проверить датчик температуры тестером

Содержание

Как температура измеряется мультиметром, как проверить датчик температуры тестером

Мультиметры – универсальные приборы для измерения различных показателей электрооборудования. Чаще всего они применяются для работы электриками, однако иногда с их помощью проводят измерение температуры. Это возможно, если прибор имеет соответствующие функции, или есть возможность приладить к нему микросхему.

Основные моменты

Мультитметр используют в качестве термометра, если надо провести измерения температуры в сложных условиях – открытое пламя, ядовитые вещества, трудный доступ к объекту, слишком горячий объект.

Многие мультиметры обладают встроенной функцией измерения температуры. В этом случае пользоваться прибором несложно, так как не придется вносить никаких изменений в его конструкцию, достаточно только разобраться, какой режим выбрать.

Обычно этот режим промаркирован буквами «temp», а в комплекте с мультиметром идет термопара, представляющая собой провод с датчиком. Для подключения термопары на корпусе предусмотрено два гнезда.

Большинство тестеров способно работать с температурой от -40 до 1000 градусов по Цельсию. Если вы приобрели недорогой мультиметр, стоит обратить внимание на то, какая термопара идет в комплекте.

Дело в том, что большинство мультиметров имеют достаточно тонкие провода, которые могут оплавиться при воздействии на них температур свыше 250 °C. Надо также обращать внимание на то, возможно ли измерение температуры жидкостей или только газов.

Если вы собираетесь работать с высокими температурами, то штатную термопару лучше сменить на специальную, конструкция которой рассчитана на измерения в более сложных условиях.

Для некоторых приборов потребуется использовать специальный переходник, так как мультиметры имеют одинарные входы, а профессиональная термопара – миниатюрную вилку.

После подключения термопары необходимо выбрать режим измерения температуры: он может быть в градусах по Цельсию или Фаренгейту.

Для того чтобы узнать, какая температура, необходимо коснуться кончиком термопары интересующего объекта. Данные сразу же появятся на электронном дисплее.

Длительность контакта с объектом составляет всего 2-3 секунды, для точности измерений контакт должен быть плотным. Проверить правильность работы мультиметра можно, сравнив его показания с показаниями термометра. Важно также следить за полярностью подключения термопары.

Без специального режима

Существует ли возможность измерить температуру мультиметром, не имеющим для этого специального режима? Оказывается, это действительно можно сделать, но потребуется немного модернизировать прибор.

Нужно приобрести микросхему ЛМ-35, с ее помощью показатели температуры будут превращены в напряжение, и прибор сможет распознать данные, но укажет их в Вольтах. Например, 0,30 Вольт нужно будет понимать как 30 градусов Цельсия.

Использование микросхемы не требует сложного вмешательства в конструкцию прибора и позволяет использовать любой мультиметр для измерения температуры.

Для того чтобы микросхема работала, вам потребуется:

  • три провода, которые можно будет подключить к 10-омному выходу прибора;
  • отдельный источник питания не менее 4 Вольт, то есть 2 плоских батарейки.

Если надо измерить не только положительную, но и отрицательную температуру, потребуется также подключение источника опорного напряжения.

Сама микросхема подключается просто. Она имеет три разъема для проводов плюсового, минусового значения и выходной датчик. Такой подход позволит преобразовать любой мультиметр, сделав его более функциональным, при этом конструкция обойдется недорого.

Проверка датчика температуры тестером

Вопрос, как проверить датчик температуры тестером, достаточно актуален для автомобилистов.

Для того чтобы провести необходимые измерения, можно использовать любой мультиметр, кроме этого, потребуется снять сам датчик и приготовить чайник с водой.

Датчик нужно будет погрузить в кипящую воду (температура жидкости всегда составляет 100 °C). Провода, отходящие от датчика, удобнее всего закрепить крокодилами и подключить к измерительному прибору.

После этого мультиметр нужно установить в режим измерения сопротивление тока.

Если показания сопротивления датчика при воздействии на него температуры в 100° не превышают 210 Ом, то датчик можно смело менять, так как его показания некорректны. При таком сопротивлении датчика вы столкнетесь с тем, что ваше авто будет регулярно закипать.

Использовав мультиметр, вы избавитесь от необходимости разбирать головку цилиндра и проводить сложные ремонтные действия, быстро выявив причину неисправности в домашних условиях. Вы также сможете выбрать тот датчик, который будет корректно отображать данные.

Какой прибор выбрать

В принципе, возможно измерение температуры любым мультиметром, однако есть несколько важных нюансов. Перед покупкой нужно обратить внимание не только на цену, но и на качество.

Будет гораздо удобнее, если мультиметр изначально рассчитан на измерение разных диапазонов температуры и имеет специальный режим для этого. Тогда не придется дорабатывать его, используя дополнительные устройства.

Чем выше функциональность устройства, тем оно удобнее и полезнее в применении. Приобретать прибор лучше в проверенном магазине, так как достаточно много продукции даже известных фирм подделывается, не говоря уже о недобросовестных производителях, предлагающих товар низкого качества.

Лучше немного переплатить, однако иметь гарантию надежности купленного тестера.

К стандартным функциям устройств относится возможность измерять напряжение, сопротивление, силы тока постоянного и переменного.

Большинство моделей позволит прозвонить цепь. От того, какой у тестера дисплей, часто зависит цена. Если это обычный экран с цифрами, прибор обойдется дешевле, чем аналог с полноценным цветным дисплеем и возможностью управления через него.

Выбор мультиметров довольно широк. Всегда можно подобрать подходящий аппарат, исходя из функциональности, цены и качества. Прибор станет незаменимым во многих ситуациях, поможет проверить не только состояние проводки, но и многих деталей различных электроприборов.

Как мерить температуру мультиметром

Мультиметры – универсальные приборы для измерения различных показателей электрооборудования. Чаще всего они применяются для работы электриками, однако иногда с их помощью проводят измерение температуры. Это возможно, если прибор имеет соответствующие функции, или есть возможность приладить к нему микросхему.

Основные моменты

Мультитметр используют в качестве термометра, если надо провести измерения температуры в сложных условиях – открытое пламя, ядовитые вещества, трудный доступ к объекту, слишком горячий объект.

Многие мультиметры обладают встроенной функцией измерения температуры. В этом случае пользоваться прибором несложно, так как не придется вносить никаких изменений в его конструкцию, достаточно только разобраться, какой режим выбрать.

Обычно этот режим промаркирован буквами «temp», а в комплекте с мультиметром идет термопара, представляющая собой провод с датчиком. Для подключения термопары на корпусе предусмотрено два гнезда.

Большинство тестеров способно работать с температурой от -40 до 1000 градусов по Цельсию. Если вы приобрели недорогой мультиметр, стоит обратить внимание на то, какая термопара идет в комплекте.

Дело в том, что большинство мультиметров имеют достаточно тонкие провода, которые могут оплавиться при воздействии на них температур свыше 250 °C. Надо также обращать внимание на то, возможно ли измерение температуры жидкостей или только газов.

Если вы собираетесь работать с высокими температурами, то штатную термопару лучше сменить на специальную, конструкция которой рассчитана на измерения в более сложных условиях.

Для некоторых приборов потребуется использовать специальный переходник, так как мультиметры имеют одинарные входы, а профессиональная термопара – миниатюрную вилку. После подключения термопары необходимо выбрать режим измерения температуры: он может быть в градусах по Цельсию или Фаренгейту.

Для того чтобы узнать, какая температура, необходимо коснуться кончиком термопары интересующего объекта. Данные сразу же появятся на электронном дисплее.

Длительность контакта с объектом составляет всего 2-3 секунды, для точности измерений контакт должен быть плотным. Проверить правильность работы мультиметра можно, сравнив его показания с показаниями термометра. Важно также следить за полярностью подключения термопары.

Без специального режима

Существует ли возможность измерить температуру мультиметром, не имеющим для этого специального режима? Оказывается, это действительно можно сделать, но потребуется немного модернизировать прибор.

Нужно приобрести микросхему ЛМ-35, с ее помощью показатели температуры будут превращены в напряжение, и прибор сможет распознать данные, но укажет их в Вольтах. Например, 0,30 Вольт нужно будет понимать как 30 градусов Цельсия.

Использование микросхемы не требует сложного вмешательства в конструкцию прибора и позволяет использовать любой мультиметр для измерения температуры.

Для того чтобы микросхема работала, вам потребуется:

  • три провода, которые можно будет подключить к 10-омному выходу прибора;
  • отдельный источник питания не менее 4 Вольт, то есть 2 плоских батарейки.

Если надо измерить не только положительную, но и отрицательную температуру, потребуется также подключение источника опорного напряжения.

Сама микросхема подключается просто. Она имеет три разъема для проводов плюсового, минусового значения и выходной датчик. Такой подход позволит преобразовать любой мультиметр, сделав его более функциональным, при этом конструкция обойдется недорого.

Проверка датчика температуры тестером

Вопрос, как проверить датчик температуры тестером, достаточно актуален для автомобилистов. Для того чтобы провести необходимые измерения, можно использовать любой мультиметр, кроме этого, потребуется снять сам датчик и приготовить чайник с водой.

Датчик нужно будет погрузить в кипящую воду (температура жидкости всегда составляет 100 °C). Провода, отходящие от датчика, удобнее всего закрепить крокодилами и подключить к измерительному прибору.

После этого мультиметр нужно установить в режим измерения сопротивление тока.

Если показания сопротивления датчика при воздействии на него температуры в 100° не превышают 210 Ом, то датчик можно смело менять, так как его показания некорректны. При таком сопротивлении датчика вы столкнетесь с тем, что ваше авто будет регулярно закипать.

Использовав мультиметр, вы избавитесь от необходимости разбирать головку цилиндра и проводить сложные ремонтные действия, быстро выявив причину неисправности в домашних условиях. Вы также сможете выбрать тот датчик, который будет корректно отображать данные.

Какой прибор выбрать

В принципе, возможно измерение температуры любым мультиметром, однако есть несколько важных нюансов. Перед покупкой нужно обратить внимание не только на цену, но и на качество.

Будет гораздо удобнее, если мультиметр изначально рассчитан на измерение разных диапазонов температуры и имеет специальный режим для этого. Тогда не придется дорабатывать его, используя дополнительные устройства.

Чем выше функциональность устройства, тем оно удобнее и полезнее в применении. Приобретать прибор лучше в проверенном магазине, так как достаточно много продукции даже известных фирм подделывается, не говоря уже о недобросовестных производителях, предлагающих товар низкого качества.

Лучше немного переплатить, однако иметь гарантию надежности купленного тестера.

К стандартным функциям устройств относится возможность измерять напряжение, сопротивление, силы тока постоянного и переменного.

Большинство моделей позволит прозвонить цепь. От того, какой у тестера дисплей, часто зависит цена. Если это обычный экран с цифрами, прибор обойдется дешевле, чем аналог с полноценным цветным дисплеем и возможностью управления через него.

Выбор мультиметров довольно широк. Всегда можно подобрать подходящий аппарат, исходя из функциональности, цены и качества. Прибор станет незаменимым во многих ситуациях, поможет проверить не только состояние проводки, но и многих деталей различных электроприборов.

Многие люди до сих пор не знают, что за прибор – мультиметр, как его применять, и для чего он необходим. Чтобы ответить на эти вопросы, постараемся создать подробную инструкцию.

Мультиметром называют универсальный измерительный прибор, включающий в себя устройство нескольких приборов, и способный измерять целый ряд электрических параметров, проверить исправность многих радиодеталей, целостность электрической цепи. Удобно иметь для себя компактный прибор, способный выполнить многие измерения.

Принципы измерений
Прежде чем начинать изучение мультиметра, следует ознакомиться с существующими понятиями, и принципами применения этого прибора при следующих видах измерений:
  • Прямые. Проводятся непосредственным соединением щупов прибора с измеряемой цепью, либо отдельным элементом, с мгновенным отображением информации на шкале или цифровом дисплее прибора. Например, при измерении силы тока, на дисплее отображается эта величина в амперах, если измеряется напряжение, то виден результат в вольтах, а при замерах сопротивлений – значение в Омах.
  • Косвенные. Производятся несколькими последовательными шагами разных величин, с дальнейшим расчетом зависимого результата. Например, необходимо определить мощность подключенного устройства в цепи постоянного тока. Для решения этой задачи необходимо измерить напряжение, далее – силу тока, затем перемножить между собой полученные данные измерений. Таким образом, определяют индуктивность катушки, с помощью генератора переменного напряжения. При повышении частоты тока будет возрастать активное сопротивление катушки, а значит, будет снижаться сила тока. Чаще всего для проведения косвенных измерений требуется наличие нескольких приборов.
  • Измерение неэлектрических величин выполняется с помощью различных преобразователей в виде датчиков, усилителей, шунтов и т.д. Например, многие мультиметры имеют функцию измерения освещенности, температуры, давления. Используя специальные электроды, можно измерить влажность деревянных досок, кислотность почвы и т.д. Эти вспомогательные преобразователи обычно приобретаются отдельно, но иногда имеются в комплекте в виде термометров, люксметров или клещей для измерения величины тока в кабеле без контакта с ним.

Такой универсальный мультиметр стал хорошим помощником для электромонтеров и радиолюбителей. Несмотря на наличие множества режимов, работать с прибором довольно просто.

Конструктивные особенности

Большинство мультиметров похожи между собой по расположению индикаторов, управляющих элементов, а также по внешнему виду. В центре обычно находится главный переключатель в виде круглого диска с удобной ручкой, которая при вращении указывает, какой режим в данный момент включен.

Надписи диапазонов и названий режимов нанесены вокруг переключателя. Режимы, расположенные рядом друг с другом, объединены в группы и обведены в рамку.

Мультиметр оснащен жидкокристаллическим экраном, вокруг которого могут находиться вспомогательные кнопки для включения подсветки и другие дополнительные опции. Кнопки также могут располагаться по бокам корпуса.

Внизу лицевой панели находятся гнезда для подключения измерительных щупов. Гнездо «СОМ» является общей отрицательной клеммой для подключения щупа черного цвета. Другие два гнезда применяются для подключения щупа красной расцветки. Одно из них для широко распространенных измерений параметров, а другое – для измерения большой силы тока.

Измерение напряжения

Чтобы измерить с помощью мультиметра такой параметр, как напряжение, достаточно воспользоваться двумя группами режимов для постоянного и переменного тока, которые обозначены соответственно DCV и ACV. Для замера напряжения в сети переменного тока нет необходимости в соблюдении полярности, так как переменный ток не имеет ее.

Диапазон измерений у разных исполнений приборов отличается. Чаще всего диапазон измерений для постоянного напряжения не более 1000 В, для переменного – до 750 В. Весь диапазон делится на несколько режимов измерений. Если, например, на режиме «до 20 вольт» измерять более высокое значение, то прибор выдаст ошибку. А если попытаться измерить величину, больше максимально допустимого предела, например, 2000 вольт, то прибор выйдет из строя. Некоторые модели выдерживают небольшое превышение пределов измерений, но вряд ли стоит рисковать своими деньгами.

Соблюдение полярности подключения щупов необходимо при измерении постоянного и импульсного тока. Так можно определить полярность источника, у которого неизвестно где плюс, а где минус. Если щупы будут подключены наоборот, то есть, красный щуп на минус, а черный на плюс, то на дисплее перед цифрами будет изображен знак «минуса». Напряжение измеряется путем параллельного подключения щупов к измеряемому объекту.

Как измерять сопротивление

Наиболее популярной функцией в мультиметре является измерение сопротивления. Чаще всего группа интервалов для омметра расположена внизу круга изображения режимов, и маркирована символом «Ω». Имеется несколько диапазонов замера сопротивлений.

При неизвестной величине резистора необходимо начинать измерения от меньшего предела. Точность замеров прибора невысока, и отклонения могут составлять до 2%. Чем больше интервал измеряемой величины, тем больше будет отклонение от номинала, особенно для больших сопротивлений. Если аккумуляторная батарея в приборе разряжена, то точность значительно снижается. При измерениях малых сопротивлений в несколько Ом, следует учитывать сопротивление щупов и измерительных проводов. После касания щупов к измеряемой детали, необходимо подождать несколько секунд, для более точных показаний.

Измерение тока

Мультиметр можно также использовать для измерения силы тока. Гнездо для таких замеров ограничено небольшими значениями – обычно от 0,2 до 0,5 ампер, в зависимости от исполнения прибора. Имеется отдельное гнездо для определения большого тока (до 10 ампер), однако в таком случае допускаемое напряжение уменьшается на 50% от наибольшего предела измерений.

Чтобы измерить силу тока, нужно переключатель поставить в соответствующее положение. В бюджетных моделях обычно имеется возможность измерять только постоянный ток, в отличие от дорогих моделей.

Для постоянного и переменного тока группы интервалов отличаются. Если их перепутать, с прибором ничего не случится, просто показания будут некорректными. Если превысить наибольшие допустимые значения, то может сгореть предохранитель, либо выйдет из строя электронная плата. В дешевых моделях из Китая два «плюсовых» гнезда могут быть соединены вместе, что приводит к невозможности измерения больших токов.

Как прозвонить диоды и проверить целостность цепи

Для таких измерений существует отдельный режим для диодов с изображением его значка. Для его прозвонки необходимо прикоснуться к выводам щупами, затем изменить положение щупов между собой. В одном из вариантов на экране прибора будут иметься показания, в другом не должно быть никакой реакции, так как диод проводит ток только в одну сторону.

Если на экране показываются определенное значение, то черный щуп соответствует катоду диода, а красный – аноду. При таких измерениях мультиметр можно считать источником тока величиной 1 миллиампер, а значение, изображенное на экране — падение напряжения в милливольтах. Диоды можно прозванивать также и в режиме сопротивлений. При этом в одном направлении показания будут, а в другом нет. Но лучше проверять диоды в специально предназначенном для этого режиме, так как при этом определяется падение напряжения, по которому судят о параметрах диода, если он не имеет маркировки.

Многие модели таких приборов имеют опцию звуковой прозвонки цепи. Она включается при достижении наименьшего значения сопротивления (около 100 Ом). Звуковой сигнал может появляться с некоторой задержкой.

Как мультиметр измеряет температуру

Многие модели таких приборов имеют в комплекте специальный датчик для измерения температуры – термопару. Максимальное значение измеряемой температуры может достигать 800 градусов. Термопара оснащена двойным штекером, который вставляется в гнездо «СОМ» и другой разъем, расположенный рядом, либо отдельную пару разъемов с маркировкой «С», в зависимости от варианта исполнения прибора.

На цифровом дисплее отображается температура в градусах Цельсия. Мультиметр может не иметь специального режима и разъемов для измерения температуры. В этом случае температуру можно определить на наименьшем пределе режима DCV, пользуясь графиком зависимости температуры от ЭДС.

Точность измерений при этом будет небольшой, так как при определении температуры будет рассчитана не фактическая температура, а разница температур прибора и измеряемого объекта. Эта погрешность может компенсироваться с помощью специальной функции, присутствующей во многих измерительных устройствах.

Проверка биполярных и полевых транзисторов

На самых простых и бюджетных моделях можно проверить цоколевку транзисторов. Специальный режим имеется для биполярных транзисторов (hFE), а также отдельное контактное гнездо, которое разделено на две части, для транзисторов с P-N-P и N-P-N переходами. Контакты промаркированы буквами Е (эмиттер), С (коллектор) и В (база).

Гнезда контактов расположены в таком виде, чтобы транзистор, у которого неизвестна цоколевка, можно было оперативно переставлять и изменять положения выводов. Когда цоколевка будет определена правильно, то на экране появится отображение коэффициента передачи полупроводника.

В гнездах контакты утоплены глубоко, поэтому проверить транзисторы с короткими выводами не получится. Мощные транзисторы также нельзя проверить таким прибором, так как создаваемого мультиметром тока будет недостаточно для открытия полупроводникового перехода.

Полевые транзисторы можно тестировать в диодном режиме, если цоколевка транзистора заранее известна. Сначала «минусовым» щупом касаются стока, а «плюсовым» — истока. Таким образом, определяется целостность внутреннего диода. Если щупы подключить, поменяв их между собой, то падения напряжения не будет.

Если прикоснуться «плюсовым» щупом затвора, при этом, не убирая «минусового» щупа от стока, то транзистор должен открыться, и падение напряжения уменьшится, и возникнет в двух направлениях. Транзистор закроется, если прикоснуться черным щупом к затвору, не отнимая красный щуп от истока.

Функции и кнопки

Дорогостоящий мультиметр может быть оснащен важной кнопкой «HOLD», которая дает возможность закрепить текущее положение на экране.

У «навороченных» приборов могут быть специальные кнопки, нажав на которые, прибор покажет только минимальные или максимальные значения. Если включить какой-либо вспомогательный режим измерения, то на экране отобразится соответствующий символ.

Также существуют мультиметры с функциями проверки конденсаторов, частоты сигнала, индуктивности, функциями осциллографа.

Мультиметры – универсальные приборы для измерения различных показателей электрооборудования. Чаще всего они применяются для работы электриками, однако иногда с их помощью проводят измерение температуры. Это возможно, если прибор имеет соответствующие функции, или есть возможность приладить к нему микросхему.

Основные моменты

Мультитметр используют в качестве термометра, если надо провести измерения температуры в сложных условиях – открытое пламя, ядовитые вещества, трудный доступ к объекту, слишком горячий объект.

Многие мультиметры обладают встроенной функцией измерения температуры. В этом случае пользоваться прибором несложно, так как не придется вносить никаких изменений в его конструкцию, достаточно только разобраться, какой режим выбрать.

Обычно этот режим промаркирован буквами «temp», а в комплекте с мультиметром идет термопара, представляющая собой провод с датчиком. Для подключения термопары на корпусе предусмотрено два гнезда.

Большинство тестеров способно работать с температурой от -40 до 1000 градусов по Цельсию. Если вы приобрели недорогой мультиметр, стоит обратить внимание на то, какая термопара идет в комплекте.

Дело в том, что большинство мультиметров имеют достаточно тонкие провода, которые могут оплавиться при воздействии на них температур свыше 250 °C. Надо также обращать внимание на то, возможно ли измерение температуры жидкостей или только газов.

Если вы собираетесь работать с высокими температурами, то штатную термопару лучше сменить на специальную, конструкция которой рассчитана на измерения в более сложных условиях.

Для некоторых приборов потребуется использовать специальный переходник, так как мультиметры имеют одинарные входы, а профессиональная термопара – миниатюрную вилку. После подключения термопары необходимо выбрать режим измерения температуры: он может быть в градусах по Цельсию или Фаренгейту.

Для того чтобы узнать, какая температура, необходимо коснуться кончиком термопары интересующего объекта. Данные сразу же появятся на электронном дисплее.

Длительность контакта с объектом составляет всего 2-3 секунды, для точности измерений контакт должен быть плотным. Проверить правильность работы мультиметра можно, сравнив его показания с показаниями термометра. Важно также следить за полярностью подключения термопары.

Без специального режима

Существует ли возможность измерить температуру мультиметром, не имеющим для этого специального режима? Оказывается, это действительно можно сделать, но потребуется немного модернизировать прибор.

Нужно приобрести микросхему ЛМ-35, с ее помощью показатели температуры будут превращены в напряжение, и прибор сможет распознать данные, но укажет их в Вольтах. Например, 0,30 Вольт нужно будет понимать как 30 градусов Цельсия.

Использование микросхемы не требует сложного вмешательства в конструкцию прибора и позволяет использовать любой мультиметр для измерения температуры.

Для того чтобы микросхема работала, вам потребуется:

  • три провода, которые можно будет подключить к 10-омному выходу прибора;
  • отдельный источник питания не менее 4 Вольт, то есть 2 плоских батарейки.

Если надо измерить не только положительную, но и отрицательную температуру, потребуется также подключение источника опорного напряжения.

Сама микросхема подключается просто. Она имеет три разъема для проводов плюсового, минусового значения и выходной датчик. Такой подход позволит преобразовать любой мультиметр, сделав его более функциональным, при этом конструкция обойдется недорого.

Проверка датчика температуры тестером

Вопрос, как проверить датчик температуры тестером, достаточно актуален для автомобилистов. Для того чтобы провести необходимые измерения, можно использовать любой мультиметр, кроме этого, потребуется снять сам датчик и приготовить чайник с водой.

Датчик нужно будет погрузить в кипящую воду (температура жидкости всегда составляет 100 °C). Провода, отходящие от датчика, удобнее всего закрепить крокодилами и подключить к измерительному прибору.

После этого мультиметр нужно установить в режим измерения сопротивление тока.

Если показания сопротивления датчика при воздействии на него температуры в 100° не превышают 210 Ом, то датчик можно смело менять, так как его показания некорректны. При таком сопротивлении датчика вы столкнетесь с тем, что ваше авто будет регулярно закипать.

Использовав мультиметр, вы избавитесь от необходимости разбирать головку цилиндра и проводить сложные ремонтные действия, быстро выявив причину неисправности в домашних условиях. Вы также сможете выбрать тот датчик, который будет корректно отображать данные.

Какой прибор выбрать

В принципе, возможно измерение температуры любым мультиметром, однако есть несколько важных нюансов. Перед покупкой нужно обратить внимание не только на цену, но и на качество.

Будет гораздо удобнее, если мультиметр изначально рассчитан на измерение разных диапазонов температуры и имеет специальный режим для этого. Тогда не придется дорабатывать его, используя дополнительные устройства.

Чем выше функциональность устройства, тем оно удобнее и полезнее в применении. Приобретать прибор лучше в проверенном магазине, так как достаточно много продукции даже известных фирм подделывается, не говоря уже о недобросовестных производителях, предлагающих товар низкого качества.

Лучше немного переплатить, однако иметь гарантию надежности купленного тестера.

К стандартным функциям устройств относится возможность измерять напряжение, сопротивление, силы тока постоянного и переменного.

Большинство моделей позволит прозвонить цепь. От того, какой у тестера дисплей, часто зависит цена. Если это обычный экран с цифрами, прибор обойдется дешевле, чем аналог с полноценным цветным дисплеем и возможностью управления через него.

Выбор мультиметров довольно широк. Всегда можно подобрать подходящий аппарат, исходя из функциональности, цены и качества. Прибор станет незаменимым во многих ситуациях, поможет проверить не только состояние проводки, но и многих деталей различных электроприборов.

Как измерить температуру мультиметром?

Мультиметр (тестер) это специальное измерительное устройство, благодаря использованию которого пользователь может снимать показания с разнообразных электроприборов, проверять электрическую цепь на предмет ее целостности. Как правило, такими приборами активно пользуются радиолюбители, а также электрики во время проведения ремонта либо диагностики разнообразного электрооборудования. Однако в некоторых случаях, когда возникает острая необходимость, при помощи обыкновенного мультиметра, пользователь может проводить и снимать измерения температуры с разнообразных объектов либо веществ.

Зачем измерять температуру мультиметром

Такие измерительные приборы как мультиметры используются в роли термометров в тех случаях, когда необходимо провести измерения показателей температурного режима разнообразных объектов в сложных местах либо условиях. Например, при помощи такого прибора можно сделать замеры и снять показатели слишком горячих, разогретых твердых предметов, разнообразных ядовитых веществ, открытого пламени.

Кроме того, тестер позволяет измерить температуру разнообразных объектов, находящихся в труднодоступных местах. Стоит отметить, что мультиметр является прекрасной, более дешевой и доступной альтернативой для самостоятельного проведения простых замеров разнообразных объектов, по сравнению с дорогостоящими инфракрасными термометрами, работающими бесконтактным способом.

Чем мультиметр измеряет температуру

Для измерения показателей температуры при помощи мультиметра используется так называемая термопара, которая является своего датчиком холода, а также тепла. Она состоит из двух металлических кусков, которые соединяются между собой при помощи проводников. При нагреве этих металлических кусков до одинакового показателя, по проводнику начинает проходить ток. При этом следует отметить, что чем выше происходит нагрев между металлическими частями термопары, тем соответственно становится выше уровень напряжения.

Благодаря калибровке такой термопары пользователь может получить доступный термометр, который прекрасно подойдет для проведения замеров в агрессивной среде либо в небольших заглублениях, отверстиях. Подавляющее большинство тестеров способны измерять, снимать показатели температуры с объектов в пределах от -40 до 1000°С.

При покупке дешевых и недорогих тестеров, рекомендуется обращать внимание на качество термопары, которой штатно комплектуется устройство. Это обусловлено тем, что бюджетные модели оснащены тонкими проводами, которые при воздействии температуры выше +250°С начинают плавиться.

На заметку! Для измерения рекомендуется использовать не штатную, которая была в комплекте с устройством, а специальную термопару. Это обусловлено тем, что она способна делать замеры в более агрессивных условиях внешней среды.

Как измерить температуру мультиметром

Большинство современных моделей тестеров оснащаются штатной опцией (режимом) измерения показателей температуры. Как правило, такой режим обозначен специальной маркировкой, которая называется – «temp». Для того чтобы сделать замер к тестеру нужно подключить термопару и перевести его в режим работы «temp».

Затем ее кончиком нужно аккуратно прикоснуться к объекту, с которого снимаются показания. После этого все необходимые данные моментально будут отображены на дисплее прибора. Продолжительность контакта устройства с измеряемым объектом должна составлять около 2-3 секунд. Чтобы показания были максимально точными, кончик термопары должен плотно прилегать к измеряемому объекту.

Делать подобные замеры можно практически при помощи любой модели тестера. Однако при покупке такого устройства рекомендуется обращать внимание на его функционал, качество сборки. Лучше всего приобретать приборы, рассчитанные на замер широкого диапазона температуры, которые штатно, производителем оснащаются таким режимом измерения.

Только в этом случае пользователю не придется вносить никаких корректировок в работу устройства. Качественное устройство обладает таким функционалом как измерение уровня напряжения, снятие показателей силы тока в цепи,  а также сопротивления.

Как измерить температуру мультиметром — Multimetri.ru

Мультиметр — прибор универсальный. Кроме амеров, вольтов и омов он меряет и градусы. Но не в смысле крепости алкоголя, а в смысле температуры различных сред.

Зачем температуру измерять мультиметром

Бывают ситуации, в которых невозможно поместить термометр в узкое неудобное место, либо температура слишком высока — причин может быть масса. Инфракрасный бесконтактный термометр — штука дорогая и не всегда точная. Получается, что надо что-то нагреть у источника тепла, температуру которого нужно измерить, а потом измерить температуру этого «посредника». Но слишком велики погрешности. Нужен принципиально иной датчик.

к содержанию ↑

Чем мультиметр измеряет температуру

В качестве датчика тепла и холода придумали использовать термопару. Термопара — это два куска разных металлов, соединённых проводником или проводниками. Когда оба куска — это могут быть провода или пластины — нагреваются до одной температуры, между ними по проводникам начинает течь ток. Чем выше температура, тем выше напряжение. Откалибровав термопару, получаем надёжный электрический термометр, подходящий для работы, например, в агрессивных средах или же достаточно тонкий, чтобы проникнуть в незначительные отверстия. Или просто проткнуть стейк и измерить внутреннюю температуру мяса. Если свинина в середине куска достигла температуры в 72 °С — она готова, можно прекращать нагрев и начинать есть. Повышение температуры приведёт к высыханию блюда. Правильная температура, на самом деле, на один градус ниже. Но мы подстрахуемся и нагреем до 72.

Читайте также

Измеряем напряжение в розетке

»

к содержанию ↑

Как измерить температуру мультиметром

Штатная термопара состоит из датчика, огнеупорного кабеля и вилки. На вилке обозначена полярность. Включаем вилку в гнездо мультиметра, не путая плюс и минус. Переводим селектор в режим измерения температуры — он просто подписан «K TYPE THERMOCOUPLE».

Дальше всё просто — помещаем датчик в среду, температуру которой необходимо измерить. Или прижимаем к поверхности. Можно использовать для прижима что-то с низкой теплоёмкостью и теплопроводностью, но при этом негорючее.

Термопара типа K с бананами для подключения

Подобные термопары чаще продаются с другим типом разъёма, предназначенным для специальных измерителей температуры с таким разъёмом, либо для каких-то ещё целей. Поэтому найти такой вариант по хорошей цене сложнее. Мне подобный датчик понадобился для доукомплектации моего старенького мультиметра Mastech M-838, в котором есть функция измерения температуры. Старый датчик я потерял.

Термопара пришла в простой упаковке, на обратной стороне перечислены основные параметры и отличия различных вариантов исполнения. Этот вариант — TP-01A. Длина провода около 1 метра, бананы хорошо подходят под типовые разъёмы мультиметров.




Не был уверен, что в моём мультиметре должна использоваться термопара типа K, модель очень старая, реализация тоже (больше 10 лет), и доступная в инете информация могла быть неточной. Но она самая распространённая из дешёвых, в том числе и в качестве датчиков для мультиметров.

Термопара отлично подошла. Проверил на кипящей воде — показания скачут от 99 до 101 градусов. Можно считать, что термопара подходит для этого мультиметра. Если бы термопара не подошла к моему мультиметру, она всё равно пригодилась бы в моих поделках, данные снимать с неё несложно.

В отличие от пассивных термо-элементов, например термо-резисторов, меняющих свои характеристики в зависимости от температуры, термопара сама создаёт ЭДС на своих контактах, и её достаточно просто преобразовать в конечные данные за счёт того, что зависимость этой ЭДС от температуры близка к линейной. В данном случае изменение температуры на 1°C приводит к изменению ЭДС на 41 мкВ, причём при 0°C ЭДС также равна 0. Например, при 100°C ЭДС на выводах термопары будет 100°C * 41 мкВ/°C = 0,0041 В.

Единственное неудобство, замеченное мной на практике, это то, что ЭДС довольно мала, а значит при её считывании могут возникнуть проблемы с шумами и наводками. Например, в моём паяльнике с функцией поддержания температуры, в котором применяется подобная термопара, шумы появляются в схеме, задающей опорное напряжение (порядка 10 мВ) для сравнения с показаниями термопары, что приводит к проблемам с формированием чёткого сигнала включения и выключения нагрузки.

В таком исполнении термопара предназначена для измерения только воздуха, практически никакой защиты ни самой термопары, ни выводов не предусмотрено. Есть вариант такого датчика для измерения температуры жидкостей и более горячего воздуха, в нём термопара помещена в герметичную гильзу со специальным наполнителем.

Термопара в таком простейшем варианте не предназначена для измерения температуры поверхностей, так как сложно обеспечить надежный тепловой контакт с измеряемой поверхностью и полный прогрев рабочей части термопары, которая является, по сути, спаем двух металлов в виде небольшого шарика. Также, полагаю, есть ограничение на использование со многими жидкостями из-за проблем с окислением и проводимостью, здесь лучше выбрать другой вариант исполнения — TP-02, TP-03, TP-04 и т.п.

Предельная температура для этого типа термопары — 1100 °C длительно и до 1300°C кратковременно, но из-за особенностей исполнения реальный предел намного ниже — всего 400°C, дальше, например, будет оплавляться изоляция. Возможно, есть и другие побочные эффекты. Я кратковременно разогревал эту термопару газовой горелкой примерно до 1000°C без каких-либо последствий, хотя в процессе термопара раскалилась. Нижний предел у датчика — -50°C.

Найти в магазинах можно по фразе «thermocouple banana», мне обошлась в 1 доллар на AliExpress. К сожалению, не нашёл более привлекательной цены даже для мелкого опта, так что повсеместное применение в собственных поделках может оказаться экономически неоправданным, терморезисторы, например, на порядок-два дешевле, и могут решать схожие задачи в большинстве бытовых задач.

Мультиметр MASTECH M-838, с термопарой. Распаковка

Мультиметр MASTECH M-838, с термопарой. Распаковка. 

Многофункциональный измерительный прибор, простой, удобный и недорогой!

Обычно мы распаковываем новинки, но тут решили показать прибор популярный и проверенный: мультиметр Mastech M-838. Это один из представителей 830-й серии, потому все сказанное ниже будет справедливо и для прочих. А M-838 мы выбрали потому, что он идет в комплекте с термопарой, и с его помощью можно еще и измерять температуру.

Приступим к обзору:

Мультиметр M-838 поставляется в коробке из плотного картона, на которой нанесена вся информация по продукции. Внутри находится пакет из пупырчатой упаковочной пленки.

В пакете, кроме самого прибора находятся щупы и термопара в целлофановом пакете.

Вот так выглядит прибор без упаковки. 

Обратите внимание. что на задней крышке имеется серийный номер и голлографическая наклейка Mastech.  

В мультиметре уже установлена батарейка типа Крона. Для защиты в схеме прибора предусмотрен предохранитель.

Для замены батарейки и предохранителя требуется снять заднюю крышку, которая держится на двух винтах. Снимается она просто, но делать это нужно осторожно, чтобы не сломать фиксаторы. Вот так мультиметр Mastech M-838 выглядит изнутри.

В комплект поставки мультиметра Mastech M-838 входят щупы и термопара. 

Мультиметр Mastech M-838, как пользоваться.

Давайте внимательно рассмотрим лицевую панель устройства.

Основные элементы лицевой панели:

  1. ЖК-дисплей 3,5 разрядный, 7-сегментный с высотой знака 12,7 мм.
  2. поворотный переключатель режимов и пределов
  3. гнездо проверки биполярных транзисторов
  4. Гнездо «COM» общий для черного (отрицательного) щупа.
  5. Гнездо для красного (положительного) щупа, для   напряжения, сопротивления и тока до 200 mA.
  6. Гнездо «10А» для красного измерительного щупа при измерении тока от 200 mA до 10 А.

Мультиметр Mastech M-838, режимы работы:

  1. OFF – прибор выключен. Если вы не пользуетесь мультиметром, его обязательно нужно выключать. Автоматическое выключение не предусмотрена, так что будьте внимательны. Ну, или запасайтесь батарейками. При постоянном включении батарейки хватит на пару дней, не больше.
  2. ACV  — AC – переменный ток, V – Вольт. Диапазон измерения переменного напряжения. Тут предусмотрены два предела измерения: до 200В и до 600В.
  3. TEMP C0 – режим измерения температуры в градусах С
  4. DCA – DC- постоянный ток, A – Ампер. Диапазон измерения силы постоянного тока.
  5. hFE – измерение коэффециента сопротивления биполярных транзисторов.
  6. ЗВУК – режим звуковой прозвонки. При наличии контакта раздается звуковой сигнал.
  7. Измерение сопротивления – пределы измерения сопротивления
  8. DCV – DC – постоянный ток, V-Вольт. Диапазон измерения постоянного напряжения.

Рекомендации по работе с мультиметром Mastech M-838:

  • Перед измерением сопротивления стоит замкнуть щупы, чтобы узнать погрешность прибора.
  • Проверку полупроводниковых приборов можно производить только в диапазоне проверки сопротивления 2000 Ом  Обратите внимание, что под ним нарисован значок «диод». Во всех прочих пределах показания могут быть ложными из-за слабого тока, выдаваемого прибором.
  • Несмотря на то, что на приборе в диапазоне проверки сопротивления максимальный предел составляет 2 МОм, использовать Мультиметр M-838 в качестве мегаомметра не рекомендуется, т.к. прибор выдает слишком маленькое напряжение.
  • При переходе в режим «Темп», если не вставлена термопара прибор отображает свою внутреннюю температуру, т.е. температуру окружающей среды.
  • Розетка для измерения коэффециента сопротивления биполярных транзисторов предназначена лишь для транзисторов малой мощности. Для транзисторов средней и большой мощности требуется больший ток, который прибор выдать не в состоянии. Потому, результаты измерения будут неточными.
  • При измерении постоянного тока силой 10А красный щуп необходимо переставить в верхнее гнездо. Главное, по окончании измерения не забыть переставить щуп обратно в среднее гнездо! Иначе, при проведении других измерений вы можете испортить и мультиметр, и проверяемое устройство!            

Мультиметр M-838 отлично подойдет для большинства пользователей. С ним справится и начинающий радиолюбитель, и опытный специалист. Вообще, мультиметры 830-й серии незаменимы для всех, чья профессия или хобби связаны с электрикой, электроникой и автоэлектрикой. Mastech M-838 идеальный выбор в качестве первого мультиметра. Это простой, недорогой и удобный прибор.

Купить мультиметр Mastech, открыть каталог продукции. 

Метрологическое оборудование — ЭлМетро — производитель контрольно-измерительного и метрологического оборудования

Многоканальный прецизионный мультиметр ЭЛМЕТРО-Кельвин предназначен для высокоточного измерения параметров электрических сигналов (напряжение, ток, сопротивление), для измерения выходных сигналов термоэлектрических преобразователей температуры и термопреобразователей сопротивления, унифицированных токовых сигналов 0-5 мА и 4-20 мА.

Мультиметры используются в качестве многоканального эталонного средства измерений для комплектования автоматизированной системы поверки датчиков температуры: термоэлектрических преобразователей по ГОСТ Р 8.585-2001, термопреобразователей сопротивления по ГОСТ 6651-94 и ГОСТ 6651-2009, DIN 43760, датчиков с унифицированным выходным сигналом 0-5 мА, 4-20 мА по ГОСТ 26.011-80. При этом один из каналов подключен к эталонному преобразователю температуры, а остальные – к поверяемым преобразователям. Позволяет также поверять комплекты парных термопреобразователей сопротивления для теплосчетчиков.

Мультиметр используется в качестве многоканального эталонного средства измерений в автоматизированных системах поверки датчиков других физических величин с унифицированным выходным сигналом 0-5 мА и 4-20 мА.

Мультиметр применяется в лабораторных условиях как рабочее или как эталонное многоканальное средство измерений для поверки, калибровки и настройки различных измерительных и измерительно-вычислительных комплексов.

Мультиметр может быть применен для аттестации температурных полей термостатов, технологического оборудования: сушильных шкафов, термокамер, печей, автоклавов.

Порядок записи условного оборудования мультиметра при его заказе представлен ниже:

Технические характеристики мультиметра ЭЛМЕТРО-Кельвин

Мультиметр имеет 8 независимых аналоговых входных каналов, каждый из которых может быть свободно переконфигурирован на следующие типы измерений:

  • измерение силы постоянного тока;
  • измерение напряжения постоянного тока;
  • измерение сопротивления постоянному току.

Диапазоны измерения и предел допускаемой основной погрешности для соответствующей функции мультиметра соответствуют значениям, приведенным в таблице 1:

Мультиметр осуществляет измерение сигналов от термопар с НСХ по ГОСТ Р 8.585 – 2001 с возможностью компенсации значения ТЭДС холодного спая. Типы ТП, пределы допускаемой основной погрешности и диапазоны измерения сигналов от термопар соответствуют значениям, приведенным в таблице 2:

Мультиметр осуществляет измерение сигналов от термопреобразователей сопротивления (ТСП, ТСМ, ТСН) с НСХ по ГОСТ 6651-94 и по ГОСТ 6651-2009. Типы термопреобразователей сопротивления (ТС), пределы допускаемой основной погрешности и диапазоны измерения сигналов ТС соответствуют значениям, приведенным в таблице 3.

Все каналы подключаются к единой внутренней измерительной схеме через входной аналоговый мультиплексор. Идентичность метрологических характеристик каналов, оцениваемая по измерению сопротивления в точках 400 и 2000 Ом, удовлетворяет условию: разница показаний между каналами не превышает половины допустимого значения погрешности в соответствующей точке.

Входное сопротивление каналов:

  • не более 100 Ом – при измерении тока;
  • не менее 40 МОм — при измерении напряжения.

Ток возбуждения при измерении сопротивления:

  • в диапазоне 0…400 Ом (1,09± 0,01) мА;
  • в диапазоне 400…2000 Ом (0,495± 0,005) мА.

Мультиметр имеет два встроенных источника питания +24 В, гальванически развязанных между собой и от остальной схемы. Они обеспечивают питание датчиков с унифицированным выходным токовым сигналом при их поверке, причем один из источников – малошумящий и подключен к активному в данный момент измерительному каналу, а другой – мощный, выполняет функцию прогрева, параллельно питая все остальные датчики. Внутренней коммутацией малошумящий источник последовательно подключается к выходным клеммам всех каналов, сконфигурированных на измерение унифицированных токовых сигналов.

Время установления рабочего режима мультиметра после его включения не превышает 30 мин.

Мультиметр обеспечивает индикацию:

— электрических сигналов – 7 значащих разрядов;

— значений температуры – 7 значащих разрядов.

Пользовательский интерфейс мультиметра обеспечивает следующие функции:

— выбор номера измерительного канала;

— выбор измеряемого параметра;

— выбор диапазона измеряемого параметра;

— работа с памятью: занесение, извлечение, обновление, очистка;

— обнуление показаний измерения;

— настройка параметров последовательного порта;

— изменение контрастности экрана;

— калибровку периодической погрешности прибора.

Питание мультиметра должно осуществляться от сети переменного однофазного тока напряжением (220±22) В, частотой (50±1) Гц, подключение трехпроводное.

Электрическая изоляция:

— между любым контактом разъема питания (кроме среднего) и корпусом прибора выдерживает в течение 1 мин приложенное напряжение 1500 В (среднеквадратическое значение) переменного тока частотой от 45 до 65 Гц;

— между закороченными клеммами любого аналогового входа и корпусом прибора выдерживает в течение 1 мин приложенное напряжение 100 В (среднеквадратическое значение) переменного тока частотой от 45 до 65 Гц.

Электрическое сопротивление изоляции мультиметра при температуре окружающей среды 23±5 ºС и относительной влажности 80 % не менее 20 МОм. Испытательное напряжение 500 В постоянного тока.

Мультиметр обеспечивает гальваническую изоляцию каналов (отсутствие межканального тока) при напряжении между каналами не более 10 В.

Мультиметр обеспечивает архивирование результатов измерения аналоговых сигналов.

Мультиметр обеспечивает формирование протоколов поверки.

Мультиметр имеет встроенный RS-232 интерфейс и сервисное программное обеспечение (ПО) для ПК, которое дает возможность автоматизировать процесс поверки.

Рабочий диапазон температур окружающей среды: от плюс 5 до плюс 50 °С.

По степени защиты от воздействия пыли и воды мультиметр соответствует группе IP40 по ГОСТ 14254.

Габаритные размеры мультиметра соответствуют размерам, приведенным на рисунке 2.

Масса мультиметра: не более 3 кг.

Средняя наработка на отказ: не менее 30000 ч.

Средний срок службы: не менее 8 лет.

Межповерочный интервал: 1 год. Поверку можно провести у изготовителя или в территориальных органах РОСТЕХРЕГУЛИРОВАНИЯ.

Гарантийные обязательства: 12 месяцев со дня ввода в эксплуатацию, но не более 18 месяцев со дня отгрузки с предприятия-изготовителя.

Многоканальный прецизионный мультиметр ЭЛМЕТРО-Кельвин внесен в государственный реестр средств измерений № 47848-11.

Комплект поставки мультиметра ЭЛМЕТРО-Кельвин:

— в базовый комплект поставки входит: мультиметр ЭЛМЕТРО-Паскаль (1 шт.), сетевой кабель с разъемом для подключения к прибору (1 шт.), Кабель типа КТП для подключения термопар (с встроенным термозондом компенсации значения ТЭДС холодного спая) (2 шт. + опция), кабель типа КТС для подключения термопреобразователей сопротивления (2 шт. + опция), кабель типа КТИ для подключения датчиков с унифицированным токовым выходным сигналом (4 шт. + опция), нуль-модемный кабель или USB адаптер интерфейса ПК (1 шт.), паспорт (1 шт.), руководство по эксплуатации (1 шт.), методика поверки (1 шт.).

— в дополнительный комплект поставки мультиметра ЭЛМЕТРО-Кельвин входит: кабель типа КТУ для подключения датчиков с выходным сигналом в виде напряжения (количество по заказу).   

Устройство и работа мультиметра ЭЛМЕТРО-Кельвин

Мультиметр выполнен в настольном исполнении (см. рисунок 1. Устройство мультиметра ЭЛМЕТРО-Кельвин). На передней панели прибора расположены:

— жидкокристаллический дисплей (1), предназначенный для отображения значений измеряемых величин: напряжения, тока, сопротивления или температуры, а также, режимов работы, контрастности и т. д.

— сенсорная емкостная клавиатура (2), с помощью которой выбираются режимы работы прибора и вводятся значения устанавливаемых параметров.

На задней панели расположены разъемы для подключения поверяемых приборов, разъем для подключения к 220 В, кнопка включения питания и разъем для связи с компьютером RS-232.

Мультиметр включает в себя:

— процессорную плату, плату клавиатуры;

— одну измерительную плату;

— четыре двухканальные платы;

— блок питания прибора;

— два независимых источника +24 В питания внешних датчиков.

Измеряемые электрические сигналы через цепи защиты, предохраняющие электронную схему от перегрузок, попадают на вход мультиплексора и далее на вход АЦП, преобразующего величину измеренного электрического сигнала в цифровой код, который обрабатывается микропроцессором измерительной платы. Для обеспечения заданной высокой точности предназначены источник опорного напряжения (ИОН), встроенные меры сопротивления и датчик температуры, при помощи которого осуществляется термокомпенсация ИОН и измерительных цепей. Тем самым минимизирована зависимость погрешности измерения от температуры окружающей среды.

Функции управления мультиметром и обработки результатов измерений возложены на микропроцессор процессорной платы. Также на этот узел возложены функции вывода информации на дисплей и ввода с клавиатуры.

Питание мультиметра осуществляется от сети переменного тока 220 В (трехпроводное подключение).

Для взаимодействия с персональным компьютером служит адаптер, который подключается к разъему RS-232 на корпусе мультиметра.

Мультиметр обладает функцией автоматической поверки датчиков.

Мультиметр способен хранить результаты поверки и соответствующую конфигурацию мультиметра. Управление файлами доступно в меню «Архив». Возможно открытие и удаление файла, а также полное удаление всех файлов.

Отзывы покупателей

Для просмотра отзывов о продукции ЭЛМЕТРО перейдите по ссылке.

Чтобы получить коммерческое предложение на многоканальные прецизионные мультиметры ЭЛМЕТРО-Кельвин российского производителя «ЭЛМЕТРО» необходимо выслать обозначение прибора по карте заказа (см. руководство по эксплуатации) на электронную почту [email protected] или обратиться по телефону +7 (351) 220-06-01. По техническим вопросам обращаться в отдел технической поддержки по телефону +7 (351) 220-06-03.

«АРМ-Кельвин» — программное обеспечения для многоканального прецизионного мультиметра ЭЛМЕТРО-Кельвин, предназначенное для автоматизации процесса обработки результатов поверки средств измерения температуры, создания шаблонов протоколов поверки, формирования протокола поверки и сохранения информации о поверке в базе данных.

Аппаратно-программный комплекс «АРМ-Кельвин» — программное обеспечения для многоканального прецизионного мультиметра ЭЛМЕТРО-Кельвин, предназначенное для автоматизации процесса обработки результатов поверки средств измерения температуры, создания шаблонов протоколов поверки, формирования протоколов поверки и сохранения информации о поверке в базе данных.

Функциональность

Ход работы с «АРМ-Кельвин» можно разделить на два этапа:

  • Получение/считывание данных о поверке;
  • Формирование протокола поверки.

Получение/считывание данных о поверке:

Пользователю предлагается на выбор два варианта получения данных:

1) автоматизированная поверка под управлением компьютера — пользователь вводит конфигурацию поверяемых и образцовых средств измерений (температуры или других физических величин) и проводит поверку под управлением ПК. Получение данных в режиме автоматизированной поверки соответствует ГОСТ Р 8.624-2006 (см. рисунок 1).

2) использование архива поверок, полученного при автономной работе — пользователь проводит поверку средств измерений (температуры или других физических величин) с помощью мультиметра в автономном режиме, при этом результаты поверки записываются во внутреннюю память прибора. После подключения мультиметра к ПК АРМ-Кельвин считывает данные из архива поверок.

Формирование протокола поверки:

После получения данных пользователь формирует протокол поверки поверяемого средства измерений температуры, который может использоваться при метрологической аттестации.

Оформление протокола задается шаблоном протокола поверки. Шаблон по умолчанию не содержит данных, но содержит ссылки на данные. Во время формирования протокола АРМ-Кельвин заменяет ссылки реальными значениями.

В комплект поставки входят следующие файлы:

  • Поверка ТП (ГОСТ 8.338-2002) — шаблон протокола поверки термопары;
  • Поверка ТС (ГОСТ 8.461-82; ГОСТ Р 8.624-2006) — шаблон протокола поверки термосопротивления;
  • ДТ с унифицированным выходом — шаблон протокола поверки датчика температуры с унифицированным выходным сигналом;
  • Датчик давления — шаблон протокола поверки датчика давления с унифицированным выходным сигналом.

Программное обеспечение АРМ-Кельвин имеет встроенный редактор шаблонов, т.е. пользователь может самостоятельно создавать неограниченное количество шаблонов протокола поверки. Сформированный АРМ-Кельвин протокол можно распечатать или сохранить в файл в различных форматах (текстовый, Microsoft Word, Microsoft Excel, PDF).

Комплект поставки

  • CD с программным обеспечением;
  • Кабель USB для подключения к ПК.

Системные требования

  • Наличие свободного COM-порта или USB;
  • Устройство чтения CD;
  • Операционная система Microsoft Windows 7, 8, 10.

Проверка термопары мультиметром

Что такое термопара?

Термопара относится к категории электронных устройств, известных как преобразователи. По сути, преобразователь преобразует одну физическую величину в другую. В случае термопары физическая величина температуры преобразуется в другую пропорциональную физическую величину — напряжение.

Термопара состоит, по крайней мере, из двух разных проводников (металлов), которые соединены вместе таким образом, что образуют два разных спая.Например, если вы возьмете два железных провода и один медный провод и скрутите один конец каждого из обоих железных проводов с любым концом медного провода, вы фактически получите термопару с двумя отдельными переходами железо-медь. Один из этих переходов известен как горячий спай, и он соединяется с телом, температуру которого необходимо измерить. Другой спай называется холодным спаем и либо остается открытым, либо соединяется с другим телом, температура которого известна и используется в качестве эталона.

Когда горячий спай нагревается, разница температур между ним и холодным спаем преобразуется в пропорциональное напряжение, которое можно измерить. Это составляет основной принцип работы термопары. Сгенерированное таким образом напряжение в дальнейшем используется для управления различными цепями, управляемыми напряжением, в различных приложениях.

Как проверить термопару

Но перед заменой термопары нужно убедиться, что она действительно неисправна. Для этого достаточно простого мультиметра и небольшого понимания базовой электроники.Есть три способа сделать это. В следующих строках мы представляем вам инструкции для каждого из трех методов тестирования термопары с помощью мультиметра.

Инструкция по проверке термопары мультиметром

Примечание. Рассмотрим термопару, установленную на линии газового прибора.

Метод 1: испытание на сопротивление

Требование

1) Цифровой мультиметр для измерения сопротивления
2) Зажимы типа «крокодил»

Процедура

Осторожно извлеките неисправную термопару из газового прибора.Подсоедините зажимы типа «крокодил» к пазам мультиметра. Теперь прикрепите один зажим к одному концу термопары и прикрепите другой зажим к другому концу, который ввинчивается в газовый клапан. Включите мультиметр и выберите вариант измерения сопротивления / сопротивления. Мультиметр должен показывать очень маленькое сопротивление порядка нескольких Ом, если термопара в порядке. Некоторые мультиметры имеют опцию проверки целостности цепи, при которой низкое сопротивление, обычно наблюдаемое в хороших проводниках, сигнализируется звуковым сигналом.Если вы пользуетесь таким мультиметром, то поставьте его на вариант непрерывности. Если ваша термопара в порядке, вы услышите непрерывный звуковой сигнал.

Высокое сопротивление, например 40 Ом, указывает на неисправную термопару, которую необходимо заменить.

Метод 2: Тест на разрыв цепи

Требование

1) Цифровой мультиметр для измерения сопротивления и милливольт
2) Зажимы типа «крокодил»
3) Прикуриватель

Процедура

В этом тесте будет использоваться та же установка, что и выше, но вместо измерения сопротивления будет измеряться и проверяться напряжение, генерируемое термопарой.Для этого зажимы типа «крокодил» должны быть подключены, как описано в тесте сопротивления, и должна быть выбрана опция милливольт в мультиметре.

Теперь с помощью прикуривателя нагрейте конец термопары, который находится в контакте с пилотным пламенем (противоположный тому, который ввинчивается в газовый клапан). Обычно термопары, которые используются в бытовых газовых приборах, таких как печи, обогреватели и т. Д., Рассчитаны на вывод напряжения в диапазоне от 25 мВ до 30 мВ.Если тестируемая термопара выдает напряжение в этом диапазоне, то все в порядке. Однако если он выдает напряжение, близкое к 20 мВ, рекомендуется его заменить.

Метод 3: Тест закрытого контура

Требование

1) Цифровой мультиметр для измерения сопротивления и милливольт
2) Зажимы типа «крокодил»
3) Адаптер термопары

Процедура

Как следует из названия, это испытание выполняется путем помещения термопары в рабочую среду, то есть внутри газового прибора. Это более полный тест, так как он описывает характеристики термопары под нагрузкой. Это важно, потому что может случиться так, что термопара выдает нормальное напряжение в условиях холостого хода при испытании на обрыв цепи, но ее напряжение может упасть в условиях нагрузки. Таким образом, в случае, если термопара проходит испытание на обрыв цепи, но газовая установка по-прежнему не работает с установленной термопарой, вы должны выполнить испытание закрытой схемы, как описано ниже.

Для выполнения теста замкнутой цепи вам понадобится переходник для термопары.Многие производители предоставляют эти адаптеры для тестирования, и они также легко доступны в магазинах. Этот переходник ввинчивается внутрь газового клапана. Затем термопара ввинчивается в другой конец адаптера.

Присоедините один из зажимов типа «крокодил» к винту, выходящему из адаптера, а другой — к оголенному концу термопары. Выберите на мультиметре параметр показания милливольт и включите прибор. В идеале показание должно находиться в диапазоне от 12 мВ до 15 мВ.Если на выходе термопары напряжение ниже 12 мВ, это означает, что она неисправна и ее необходимо заменить.

Таким образом, используя вышеупомянутые методы, можно легко проверить термопару. Если он не прошел эти тесты, его лучше заменить.

Также читайте: Теория эффекта Пельтье

Использование прецизионных цифровых мультиметров для быстрой проверки датчиков температуры


Если в ваших процессах используются датчики температуры, то возможность быстро определить, хорошие они или плохие важный.В этой статье описывается, как использовать цифровой мультиметр (DMM) для выполнения некоторых быстрых и простых тестов для наиболее распространенных — термопар, резистивных датчиков температуры (RTD) и термисторов.

Калибровка и устранение неисправностей — два совершенно разных требования. Калибровка поддерживает качество продукции; устранение неполадок влияет на количество продукта. Калибровка происходит по расписанию; устранение неисправностей происходит в аварийных ситуациях. Калибровка должна быть точной; устранение неполадок должно быть быстрым. Когда производственная линия не работает, скорость имеет решающее значение.Неисправный компонент необходимо изолировать и заменить как можно скорее. С помощью прецизионного мультиметра вы можете выполнять быструю проверку большинства датчиков температуры, и хотя эти тесты ничего не говорят о точности датчика, они сообщают вам, вышел ли датчик из строя. Иногда это именно то, что вам нужно.

Работает ли эта термопара?
Термопары — это преобразователи без питания, которые генерируют очень низкое напряжение. Когда два разнородных металла контактируют друг с другом, на стыке создается потенциал — эффект Зеебека.Это напряжение на стыке двух металлов пропорционально температуре перехода.

«Тип» термопары описывает металлы, используемые для создания спая, например, в термопаре J-типа в одном проводе используется железо, а в другом — медно-никелевый сплав. Соединение металлов может иметь различную конфигурацию оболочки или может быть обнажено.

Чем выше температура, тем выше напряжение, создаваемое термопарой. (Использование терминов «высокое» и «напряжение» в этом контексте несколько вводит в заблуждение, поскольку напряжение на общей термопаре типа J составляет около 1.0 мВ при комнатной температуре 68 ° F и около 1,9 мВ при температуре тела 99 ° F).

Есть два шага для проверки термопар. Первый — проверить клеммы на короткое замыкание, а второй — убедиться, что напряжение соответствует температуре.

Первый тест можно провести любым качественным мультиметром. Переведите измеритель в режим измерения сопротивления или непрерывности; на хорошей термопаре вы должны увидеть низкое сопротивление. Если вы видите более нескольких Ом, вероятно, у вас неисправная термопара. Если показание при комнатной температуре близко к 110 Ом, значит, у вас есть RTD — читайте дальше.

Для второго теста требуется измеритель, который может измерять до десятых долей милливольт (0,0001 В). Измеритель, который может измерять сотые доли милливольт (0,00001 В), делает эту проверку еще проще, потому что добавленное разрешение показывает очень небольшие изменения температуры.

Подключите измеритель к клеммам термопары. Захватывая конец термопары, вы должны немного увеличить напряжение, так как вы ее нагреваете.Когда вы отпустите переход, температура (и напряжение) должны упасть.

Мультиметры с мин. / Макс. запись и возможность графического отображения электрических сигналов (аналогично осциллографу) также удобны для этого приложения. Мин Макс. Запись позволяет вам подключить измеритель, подойти к кончику термопары, нагреть его в течение нескольких секунд и вернуться к измерителю, чтобы проверить результаты. Типичные значения для хорошей термопары показаны на рисунке 1.


Рисунок 1.Используя цифровой мультиметр мин. / Макс. Функция записи позволяет отслеживать изменения напряжения термопары с течением времени и следить за тем, чтобы напряжение возрастало с повышением температуры.

На рисунке показано, что нагрев наконечника занял 37 с. Конечно, если бы вам пришлось дойти до конца датчика, это время было бы больше.

Работает ли этот RTD? RTD
работают по принципу изменения сопротивления любого проводника в зависимости от температуры. При повышении температуры проводника повышенная молекулярная вибрация препятствует потоку электронов.Таким образом, чем выше температура, тем выше сопротивление материала.

Большинство RTD относятся к типу PT-100. Они состоят из катушки из платиновой проволоки с номинальным сопротивлением 100 Ом в точке замерзания (или, для пуристов, тройной точке) воды. Сопротивления, отличные от 100 Ом при 32 ° F, встречаются реже, но встречаются. Это помогает узнать, каким должно быть сопротивление вашего RTD.

Иногда платину заменяют медью или другим металлом. Например, в некоторых электродвигателях и трансформаторах дополнительный набор медных обмоток функционирует как RTD, указывая на условия перегрева двигателя.В этих специальных приложениях и с металлами, отличными от платины, вы, вероятно, найдете сопротивление точки замерзания, отличное от 100 Ом.

Для измерения RTD или любого сопротивления измерительная система пропускает ток через устройство и измеряет падение напряжения.

Хотя большинство недорогих цифровых мультиметров с функцией милливольт и сопротивления можно использовать для проверки термопар или термисторов, они могут не иметь достаточного разрешения и точности для тестирования RTD. Для проверки RTD вам понадобится измеритель, способный показывать изменения в десятых долях Ом, и вам понадобится измеритель, измеряющий до сотых — абсолютное значение сопротивления не важно, но возможность отслеживать небольшие изменения есть.Ищите мультиметры с разрешением до 0,01 мВ или 0,01 Ом и дополнительными функциями, такими как мин. / Макс. запись или графический дисплей. Поскольку небольшие изменения сопротивления отражают большие изменения температуры, их дополнительное разрешение и повышенная точность дают вам более четкое представление о том, насколько хорошо тестируемый RTD работает, давая вам больше уверенности в своих результатах.

RTD могут иметь два, три или четыре вывода. В двухпроводной конфигурации просто подключите измеритель к проводам и измерьте сопротивление.Для RTD PT-100 при комнатной температуре это должно быть около 110 Ом (± 20%). Если вы возьмете кончик резистивного датчика температуры, вы должны увидеть увеличение сопротивления. Отпустите, и вы увидите, как сопротивление постепенно снижается после того, как вы отпустите наконечник.

Трехпроводные термометры сопротивления обычно используются, когда измерительная система состоит из мостов сопротивления. Провода, соединяющие наконечник с измерительным устройством, имеют собственное сопротивление, зависящее от температуры (как и все металлы). Дополнительный провод помогает мосту уравновесить влияние сопротивления проводов.При проверке трехпроводного RTD омметром все, что вам нужно знать, это то, что два из трех проводов должны быть закорочены. Обычно закороченные провода одного цвета. Между любым из закороченных проводов и третьим проводом датчик должен действовать так же, как его двухпроводный аналог. То есть при комнатной температуре измеритель должен показывать около 110 Ом для RTD PT-100, а сопротивление должно немного увеличиваться при повышении температуры на наконечнике.

Четырехпроводные РДТ встречаются реже, чем другие типы.Если вы встретите один, у него должны быть две закороченные пары проводов. Опять же, закороченные провода обычно одного цвета. Сопротивление между проводами разного цвета должно иметь разумное значение при комнатной температуре и увеличиваться при нагревании наконечника.

Работает ли этот термистор?
Термисторы изготовлены из полупроводникового материала и работают противоположно RTD. В то время как сопротивление резистивных датчиков температуры увеличивается с повышением температуры, термисторы, как правило, демонстрируют более низкое сопротивление при более высоких температурах.Это связано с тем, что полупроводниковые материалы имеют тенденцию проводить больше электронов при повышении температуры.

Хотя доступно много типов термисторов, двухпроводные термисторы являются наиболее распространенными для измерения температуры общего назначения. Проверка термистора включает в себя измерение сопротивления. Используя функцию измерения сопротивления цифрового мультиметра, вы сможете наблюдать, как сопротивление преобразователя стабилизируется при комнатной температуре и падает по мере нагрева кончика преобразователя.

Термисторы обычно имеют большое изменение сопротивления на градус температуры, поэтому практически любой измеритель можно использовать для быстрой проверки реакции термистора. Графические мультиметры могут воспользоваться этим свойством, графически отображая изменяющееся сопротивление. На рис. 2 показан график зависимости сопротивления от времени для термистора, который был кратковременно нагрет.


Рис. 2. Использование мультиметра с функцией построения графиков позволяет увидеть, как термистор ведет себя при изменении температуры — этот термистор ненадолго нагрелся, что привело к падению его сопротивления.

Слова для мудрых
Датчики температуры обычно сильно выходят из строя.Вместо того, чтобы дрейфовать, они обычно просто перестают работать. Хотя ничто не может заменить регулярную калибровку и сертификацию, в крайнем случае прецизионный цифровой мультиметр может работать на вас как надежный инструмент для поиска и устранения неисправностей.



Сегодня я получил свой выпуск журнала Sensors за ноябрь 2003 г. и был потрясен, прочитав дезинформацию о том, как работают термопары, в статье на стр. 33 «Использование прецизионных цифровых мультиметров для быстрой проверки Преобразователи температуры ».Неверно утверждать, что напряжение возникает на стыке двух разнородных металлов в проводе термопары. Скорее схема термопары содержит два спая, измерительный спай и опорный спай. Напряжение не возникает ни на измерительном переходе, ни на измерительном переходе. Напротив, напряжение создается на участках проводов термопары, которые испытывают разницу температур. А создаваемое напряжение связано с разницей температур между измерительным спаем и опорным спаем.

Затем автор приводит пример того, что термопара типа J будет производить около 1 мВ при комнатной температуре 68F и 1,9 мВ при комнатной температуре 99F. Это было бы верно только тогда, когда опорный спай находится на 32F. Если мы подключим термопару к мультиметру, чтобы проверить, работает ли он, нам нужно будет охладить входные клеммы напряжения мультиметра (эталонный спай в данном случае) до 32 F, чтобы напряжения, используемые в этом примере, были действительными.

На странице 34 автор предполагает, что хорошая термопара будет измерять всего несколько Ом, а если она показывает больше, вероятно, неисправна.И он заявляет, что если он показывает 110 Ом, то это RTD. Сопротивление термопары — это просто последовательное сопротивление двух проводов из разнородных металлов в цепи. Это сопротивление провода просто зависит от материала провода, его поперечного сечения и общей длины проводов. Небольшие провода для термопар могут быть совершенно точными и функциональными, но при этом иметь сопротивление более нескольких Ом. Уверяю вас, что у меня есть прекрасно работающая термопара типа Т на 36 манометров, длина которой составляет около 100 дюймов, а ее сопротивление составляет 110 Ом.И уверяю вас, что это не RTD.

Вероятно, многие из ваших читателей заглянут в журнал Sensors за правильной информацией по различным техническим вопросам. Те, кто прочитает эту неверную информацию о термопарах, могут ввести в заблуждение и запутаться. Я согласен с тем, что автор был прав со своими концепциями в очень общих чертах, но его конкретика далеко не идеальна.

Jerry Gaffney
Gaffney Engineering
Gainesville, FL


Автор Дэвид Перелес отвечает:

Mr.Гаффни, я согласен с тем, что ты решишь проблемы, связанные со статьей. Я согласен с тем, что мне следовало указать длину при определении, является ли датчик резистивным устройством. Я работал с датчиками на несколько метров, подключенными к патч-панелям. Конечно, любой длинный проводник, особенно с небольшим сечением, будет иметь значительное сопротивление.

Я не согласен с двумя другими вашими проблемами в контексте этой статьи. В статье не утверждается, что напряжения, указанные в статье, действительно будут соблюдаться.Я использовал напряжения из таблиц, а не измеренные напряжения, так как я не мог предсказать точные значения. Они даны просто для иллюстрации того, что мы говорим о тысячных вольтах.

Ваши комментарии действительно раскрывают предположение в статье — поскольку сам измеритель действует как эталонный спай, я предполагаю, что измерительный спай термопары нагревается относительно измерителя. При высокой температуре окружающей среды этот метод не работает. Таким образом, хотя это нормально работает в лаборатории, на горячем заводском цехе или в полевых условиях, вам может потребоваться более агрессивный источник тепла, чтобы увидеть значительное повышение напряжения.Я добавлю кое-что по этому поводу в статью на случай, если мы снова воспользуемся этой информацией.

Ссылка на напряжение «на переходе» кажется разумным упрощением, особенно в контексте статьи и выполняемого измерения напряжения.

Хотя я верю, что статью можно улучшить, я думаю, что у нас разные идеи относительно конкретных вопросов. Думаю, было бы лучше, если бы вы затронули свои проблемы своими словами. Я ценю ваше внимательное чтение и техническую целостность.Я буду поддерживать вас, чем смогу.

С уважением,
Дэйв Перелес

Как проверить термопару с помощью мультиметра Простое пошаговое руководство

Как работает термопара | Описание процедуры тестирования термопары

Термопара — это предохранительное устройство для постоянной пилотной газовой системы. Первоначально он имел соотношение меди и никеля и был обозначен как элемент Coppel ( Медь / Никель ).Томас Сибак обнаружил его в 1821 году. В начале 1900-х годов Honeywell применила его для предохранительного газового клапана.

Постоянный пилотный газовый клапан имеет два внутренних клапана: один для пилотного света и один для основного клапана. Если пилотный клапан закрыт, главный клапан не откроется. Термопара использовалась для удержания пилотного клапана в открытом состоянии. Следовательно, если контрольная лампа не горит или термопара неисправна, главный клапан не может открыться. Это обеспечило средство проверки того, что основные горелки загорятся при открытии главного клапана.

Наконечник термопары называется горячим спаем и является местом соединения двух разнородных металлов. Сварной шов соединяет два металла. Другая часть наконечника термопары называется холодным спаем . От холодного спая шток проходит по длине от основного корпуса наконечника термопары до газового клапана.

Когда тепло попадает на горячий спай или наконечник термопары, оно производит милливольты. Это дробное напряжение питает небольшой соленоид, рассчитанный на милливольты.Пока соленоид находится под напряжением, пилотный клапан внутри газового клапана остается открытым. Это позволяет главному клапану внутри газового клапана подавать газ в основные горелки.

Заключение | Как проверить термопару с помощью мультиметра

Так как это газ, и если вам неудобно делать это, то это может вызвать проблемы с безопасностью, обратитесь к профессионалу. Сантехники и обслуживающие компании HVAC имеют опыт и знания в области постоянных пилотных газовых систем. Они могут устранить проблемы и при необходимости заменить термопару.Если вас интересуют другие примеры поиска и устранения неисправностей в постоянных пилотных системах, включая термопары, вот несколько ресурсов для вас:

Поиск и устранение неисправностей газового клапана | Как зажечь пилотный фонарь | Почему моя пилотная лампа продолжает гаснуть

Как проверить термопару с помощью мультиметра

Как работают термопары — инженерное мышление

Изучите основы термопары, чтобы понять, как она работает, а также о различных типах.Эта статья спонсируется Данфосс.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть обучающее видео на YouTube

Что такое термопара?

Типичная термопара выглядит примерно так.

Термопара

Обычно поставляется с переносным датчиком температуры или даже мультиметром. Они также встроены в эти прочные корпуса, что обеспечивает более прочную конструкцию. Термопары очень удобны и просты в использовании. Просто вставив зонд в измерительное устройство; в данном случае дешевый мультиметр — и выбор настройки температуры.Мы можем получить точные показания температуры в кратчайшие сроки.

Мультиметр и термопара

Это будет работать для многих приложений. С помощью термопары мы соединяем два разных металла одним концом. А другие концы подключаются к клеммной колодке. Затем мы используем вольтметр, чтобы измерить разницу напряжений между ними. Напряжение здесь будет очень и очень маленьким. Когда мы подключаем термопару к мультиметру, а затем подаем тепло на спай. Мы видим, что он будет генерировать напряжение. Как вы можете видеть в этом примере, мы можем генерировать очень небольшое напряжение с помощью пламени, и как только мы убираем тепло, напряжение уменьшается.

Пример

Термопары доступны в различных диапазонах температур. Они обозначаются буквой, обозначающей их номинальный диапазон температур. Самый распространенный тип — K. Это версия очень общего назначения. В каждом письме используется разная комбинация материалов. Это даст нам другое показание температуры и позволит использовать разные диапазоны температур.

Различные диапазоны температур

Как работает термопара?

Если мы держим металлический стержень в руке, а другой конец помещаем в огонь.Мы знаем, что стержень нагревается, и это тепло распространяется по длине стержня до нашей руки. Мы можем убедиться в этом, используя тепловизионную камеру. Обратите внимание, что тепловая энергия проходит по медному проводу от источника тепла.

Тепло распространяется вдоль стержня

Что здесь происходит, так это то, что тепло возбуждает атомы и молекулы, которые влияют на структуру материалов. Тепло заставляет молекулы и атомы вибрировать. Эта вибрация настолько крошечная, что вы не сможете почувствовать ее рукой. Возбужденные атомы позволят своим свободным электронам двигаться более легко, и они будут двигаться к более холодному концу стержня. Это происходит только потому, что существует температурный градиент. Разница в температуре от одного конца до другого. Так что в более прохладном конце; у нас будет немного больше электронов, чем на более горячем конце. Поскольку электроны заряжены отрицательно; поэтому мы получаем слегка отрицательный и слегка положительный заряд на концах стержня.

Напряжение похоже на давление. При измерении разности или разности потенциалов; между двумя точками.Представьте себе напорную водопроводную трубу. Мы можем увидеть давление с помощью манометра. Показания давления также сравнивают две разные точки. Давление внутри трубы по сравнению с атмосферным давлением снаружи трубы. Когда резервуар пуст, манометр покажет ноль, потому что ему не с чем сравнивать. Оба сейчас одинаковы по давлению. То же и с напряжением. Мы сравниваем разницу от одного пункта к другому. Если мы будем читать через батарею 1,5 В, мы можем получить значение 1,5 В. Но мы стараемся измерить одну и ту же сторону; мы бы не считали напряжение, потому что нет разницы.Мы можем измерить только разницу между двумя разными точками

Между прочим, мы ранее уже рассказывали, «как работает аккумулятор». Убедитесь, что ЗДЕСЬ .

Возвращаясь к термопаре. Если мы соединили вместе два провода из одного материала; предположим, что они оба были медными, и затем мы применили тепло в конце, чтобы создать разницу температур. Тогда электроны рассеялись бы и накапливались на холодных концах. Тем не мение; они будут накапливаться в равных количествах в каждом проводе, потому что они из одного и того же материала.Таким образом, оба провода будут проводить тепло одинаково, и температурный градиент будет одинаковым. Поэтому наш вольтметр не сможет измерить разницу. Однако, если мы соединили два провода, которые были сделаны из разных материалов, например, один был сделан из меди, а другой — из железа, то два металла будут проводить тепло по-разному, поэтому градиент температуры будет другим. Это означает, что накопление электронов на холодных концах будет другим, и поэтому мы можем подключить к нему вольтметр и измерить разницу напряжений.

Различные материалы

Чтобы сделать из него полезный инструмент, мы просто откалибруем его, проверив устройство при известных температурах и отметив генерируемое напряжение. Затем мы просто используем формулу для вычисления температуры по измеренному напряжению. Чтобы это работало наилучшим образом, мы должны погрузить холодный спай в ледяную ванну, чтобы получить эталонное напряжение относительно 0 градусов Цельсия. Помните, я говорил о давлении в трубе и о том, как мы сравниваем его с атмосферным давлением снаружи.Это потому, что мы знаем давление за пределами трубы — это атмосферное давление. Итак, чтобы показания напряжения были точными; нам нужно сравнивать то, что мы знаем, поэтому мы используем ледяную воду, потому что мы знаем, что эта вода имеет постоянный ноль градусов Цельсия. Этот метод используется во многих научных лабораториях, однако, как вы, наверное, заметили, он не очень практичен для большинства инженерных приложений. Поэтому вместо этого для повышения точности мы оставляем холодные соединения при одинаковых температурах окружающей среды, а затем мы компенсируем разницу, измеряя температуру соединения и применяя формулу для компенсации ошибки.Для измерения температуры соединения мы часто используем датчик температуры RTD, который мы рассмотрим далее.

Температурный датчик сопротивления

Стойка термометра сопротивления для резистивного датчика температуры. Это тоже довольно простая конструкция. Его, наверное, легче понять, чем термопару. Обычно они бывают разных конструкций для инженерных приложений с прочным корпусом.

RTD

Как они работают? Мы знаем, что электричество — это поток электронов в цепи.Когда мы пропускаем электричество через материал, допустим, через медный провод. Материал будет иметь некоторое сопротивление потоку электронов. Мы можем измерить это сопротивление с помощью мультиметра. Разные материалы будут иметь разные уровни сопротивления. Например, этот медный провод длиной 1 м показывает очень низкое сопротивление, всего 0,2 Ом.

Длина медного провода 1 м

Но эта длина 1 м хромоникелевого провода показывает очень высокое сопротивление 22,1 Ом.

Никель-хромовая проволока

Температура материала влияет на сопротивление материала.Сопротивление большинства проводников тем выше, чем больше они нагреваются, что типично для металлов. Например, этот медный провод показывает сопротивление 0,1 Ом при температуре окружающей среды, но при нагревании пламенем оно увеличивается до 0,9 Ом.

Медный провод, пример

. Это происходит потому, что когда атомы и молекулы будут возбуждены, они будут сильно перемещаться, поэтому свободным электронам становится труднее пройти сквозь них без столкновения. Используя формулу, известную как закон Ома, напряжение равно току, умноженному на сопротивление, что означает, что пока мы сохраняем ток неизменным, изменение сопротивления вызовет изменение напряжения.Поскольку температура изменяет сопротивление материала, мы можем измерить напряжение, чтобы определить температуру. Мы используем такой материал, как платина, потому что он имеет почти линейное сопротивление в зависимости от температурного градиента. Мы тестируем материал при известных температурах, чтобы получить график. Например, при 0 градусах Цельсия материал будет иметь сопротивление 100 Ом. А при 100 градусах Цельсия он имеет сопротивление 138,5 Ом. Есть много различных конструкций для этого типа, но обычно они либо пленочного типа, где платина нанесена на керамическую пластину в виде рисунка и запечатана в стекле.Или это будет платиновая проволока, намотанная на керамический сердечник, снова запечатанный в стекле для защиты.



Что это? Как это работает? Типы

Введение

Вот все, что вы хотите знать о термопарах в Интернете.

Вы узнаете:

  • Что такое термопара?
  • Как работает термопара?
  • Типы термопар
  • Использование термопары
  • И многое другое…
Промышленная термопара
от Thermo Sensors Corp.

Глава первая — Что такое термопара?

Термопара — это преобразователь, который преобразует тепловую энергию в электрическую, и состоит из соединения проводов, сделанных из разнородных металлов, для образования спая. Напряжение возникает при изменении температуры на стыке.

Концепция термопары основана на эффекте Зеебека, который утверждает, что если разнородные металлы соединяются в одной точке, они будут генерировать небольшое измеряемое напряжение при изменении температуры точки соединения.Величина напряжения зависит от величины изменения температуры и характеристик металлов.

Конструкция термопары состоит из двух изолированных проводов, подключенных к измерительному прибору с коаксиальной оболочкой, разделенной изолированным материалом. Термопары служат в качестве контрольно-измерительного прибора для различных типов оборудования.

Процесс термопары можно увидеть на изображении ниже, где температура повышается на стыке проводов слева, а изменение температуры отображается на датчике справа.


Глава вторая — Как работает термопара?

Когда два провода термопары соединяются для образования спая, один из них подключается к корпусу термопары и измеряет температуру. Его называют горячим или измерительным спаем. Второй спай прикреплен к телу известной температуры и является опорным спаем. Термопара измеряет неизвестную температуру и сравнивает ее с известной температурой.

Идея термопары основана на трех принципах действия, открытых Зеебеком, Пельтье и Томсоном.

Эффект Зеебека:

Эффект Зеебека возникает, когда два разных или непохожих металла соединяются вместе в двух соединениях, и на двух соединениях создается электродвижущая сила (ЭДС), которая различна для разных типов металлов.

Эффект Пельтье:

ЭДС генерируется в цепи, когда два разнородных металла соединяются с образованием двух соединений из-за разной температуры двух соединений в цепи.

Эффект Томсона:

Эффект Томсона — это когда тепло поглощается по длине стержня, концы которого находятся при разных температурах. Температура тепла связана с протеканием тока до температуры вдоль стержня.

Как работает термопара

Схема термопары показана на изображении ниже, где A и B — два разнородных провода, которые соединены для образования спая.Два перехода находятся при разных температурах, чтобы генерировать в цепи ЭДС Пельтье, которая является функцией температур двух переходов.

Электроны переносят тепло и электричество. Если кусок медной проволоки нагреть с одного конца, электроны будут двигаться по проволоке к более холодному концу и создавать температурный градиент вдоль проволоки. Тепло превратилось в энергию. Тот же принцип, открытый Вольтой и Зеебеком, применим к термопаре.

Если температура спаев термопары одинакова, на стыках будет генерироваться равная и противоположная ЭДС, и ток будет равен нулю. Если переходы имеют разные температуры, ЭДС не будет равняться нулю, и ток будет течь по цепи так же, как тепло, протекающее по медному проводу. Поток ЭДС через цепь зависит от металлов и температуры двух переходов, которая измеряется измерителем.

ЭДС в цепи термопары очень мала, в милливольтах, и требует высокочувствительного прибора для определения генерируемой ЭДС. Обычно используются гальванометры и потенциометры, уравновешивающие напряжение, причем потенциометр используется наиболее часто.

Потенциометр, также известный как горшок или потенциометр, измеряет разность потенциалов, сравнивая неизвестное напряжение с опорным напряжением. Он может обеспечить высокоточные измерения.Он представляет собой трехконтактный переменный резистор и действует как регулируемый делитель напряжения.

Гальванометр измеряет очень малые электрические токи. Они используются для измерения нулевого отклонения или нулевого тока.

Чтобы термопара могла производить абсолютное измерение, она должна быть привязана к известной температуре, такой как замерзание, на другом конце кабеля датчика. Горячий спай является измерительным узлом, а холодный спай, как показано на диаграмме ниже, является точкой отсчета, где располагается микросхема компенсации холодного спая.Температура холодного спая может варьироваться, но является справочной. Холодный спай можно зафиксировать, погрузив его в воду для поддержания постоянной температуры.

Окружающий воздух может влиять на эталонную температуру. Его можно откалибровать и отрегулировать с помощью устройства компенсации холодного спая.


Глава третья — Типы термопар

Разница между термопарами определяется типами сплавов, из которых изготовлена ​​их проволока.Выбор типа металлической проволоки зависит от диапазона измеряемых температур, окружающей среды и их механической прочности. Существует три типа точек подключения термопар — открытые, незаземленные или изолированные и заземленные.

  1. Открытый переход

    В открытом спай проводники находятся вне оболочки термопары. Они очень быстро реагируют на перепады температуры, но их легко повредить.Термопары с открытым спаем лучше всего использовать там, где требуется быстрый отклик и низкий риск повреждения датчика.

  2. Разветвление с заземлением

    В заземленном стыке проводники присоединяются и привариваются к внешней оболочке, которая образует герметичное соединение. Поскольку провода подсоединены к оболочке, они не изолированы и могут подвергаться воздействию ЭДС.Они используются для измерения температуры в агрессивных средах и являются наиболее распространенной формой соединения.

  3. Разветвление незаземленное или изолированное

    Изолированный переход изолирован, обычно оксидом магния, от защитной оболочки, которая защищает датчик от ЭМП. Время отклика незаземленной термопары меньше, чем у заземленных или открытых спайов.Они используются для защиты чувствительной электроники от напряжений обратной связи.


Материал оболочки термопары

Термопара может быть заключена в оболочку для защиты от атмосферы и снижения вероятности коррозии. Оболочки могут быть из нержавеющей стали, инконеля и инколоя. Inconel и Incoloy являются зарегистрированными товарными знаками Special Metals Corporation и представляют собой никелевые сплавы.Температурный диапазон различных типов кожухов можно увидеть в таблице ниже.


Изоляция для термопар

Винил

Винил недорогой, обладает хорошей гибкостью, хорошими электрическими характеристиками и является материалом общего назначения.

ПВХ, облученный

Облученный ПВХ имеет умеренную стоимость, термостойкость, хорошие электрические и физические свойства, отличную защиту от истирания и устойчив к пайке.

тефлон

Тефлон имеет высокую стоимость, высокие температурные характеристики, отличную химическую стойкость и электрические свойства, но имеет низкое сопротивление прорезанию.

Тефзель

Tefzel имеет высокую стоимость, хорошие электрические и физические свойства, а также отличную химическую стойкость.

Кынар

Kynar имеет высокую стоимость, плохие электрические свойства и отличные физические свойства.

Каптон

Kapton обладает превосходными физическими, электрическими и механическими свойствами в широком диапазоне температур и используется в приложениях, где существует сильное нагревание и вибрация. Он сохраняет свои механические свойства в самых суровых условиях.


Полиэтилен

Полиэтилен имеет низкую стоимость, отличные электрические свойства, высокую воспламеняемость и жестче, чем винил.

Облученный полиэтилен
Облученный полиэтилен

имеет умеренную стоимость, отличные электрические, физические и химические свойства, огнестойкость и устойчивость к растрескиванию под воздействием окружающей среды.

Рулан

Рулан такой же, как полиэтилен, но негорючий.

полисульфон

Полисульфон имеет низкую стоимость, хорошие электрические свойства, отличные физические свойства, хорошие рабочие характеристики при плохой химической стойкости.

Стекловолокно

Стекловолокно отлично подходит для высокотемпературных применений и подходит для использования при температурах окружающей среды, где есть вероятность возникновения горячих точек.


керамика

Керамика используется в коммерческих печах и печах и может контролировать температуру окружающей среды в топках, печах и решетках. Диапазон его температур составляет от -58 ° F до 2200 ° F.


Куртка проводника
Оболочка проводника

может быть помещена поверх первичной изоляции и необходима, когда требуется дополнительная механическая защита.Оболочка для виниловой изоляции Нейлон с полиэтиленом, используемый для виниловой или нейлоновой изоляции. Оболочка проводника действует как механический барьер и предотвращает короткое замыкание.

Типы термопар

Термопары

бывают разных типов для различных применений и используют буквенную систему для обозначения каждого типа. Существует широкий выбор типов термопар со своими характеристиками и диапазонами температур. Разница между каждым типом определяется их долговечностью, температурным диапазоном, сопротивлением и областью применения.

Термопары из недрагоценных металлов:

Типы E, T, N, J и K являются наиболее распространенными термопарами и содержат такие неблагородные металлы, как железо, медь, никель и другие подобные металлы. Ниже приводится описание каждого из них.

Тип E:
Термопары

типа E имеют хромель, никель и сплав хрома, в качестве положительной ветви и константана в качестве отрицательной ветви. Они имеют диапазон температур от -330o F до 1600o и имеют отличные значения ЭДС в зависимости от температуры. Тип E может использоваться при отрицательных температурах и иметь красный или фиолетовый цвет.


Тип J:
Термопары

типа J имеют железо для положительного плеча и константан в качестве отрицательного. Они используются в окислительной, вакуумной, инертной и восстановительной атмосферах. За термопарами типа J следует внимательно следить, поскольку их металлическая ножка может ржаветь. Их температурный диапазон составляет от 32o F до 100o F, и они имеют красный или белый цвет.


Тип K:
Термопары

типа K имеют хромель для положительной ветви и алюмель для отрицательной.Алюмель — это сплав, состоящий в основном из никеля с низким содержанием алюминия, кремния и марганца. Термопары типа K используются в инертной или окислительной среде с диапазоном температур от -300 ° F до 2300 ° F. Их цветовая кодировка — красная или желтая.


Тип N:

Термопара типа N изготовлена ​​из никель-хромового сплава в качестве положительной ветви и сплава никеля, кремния и магния в качестве отрицательной ветви. Эти типы термопар имеют диапазон температур от 32 ° F до 2300 ° F и имеют цветовую кодировку красного или оранжевого цвета.


Тип T:
Термопары

типа T имеют медь в качестве положительного плеча и константан в качестве отрицательного с диапазоном температур от -330 ° F до 700 ° F и цветовым кодированием красного или синего цвета.


Термопары из благородных металлов:

Термопары из благородных металлов или платиновые термопары относятся к типам B, R, S и P с элементами из драгоценных металлов. Они точны при очень высоких температурах и имеют долгий срок службы.

Тип B:

Термопара типа B используется в приложениях с чрезвычайно высокими температурами и имеет самый высокий температурный предел среди всех термопар с исключительной точностью и стабильностью. Диапазон температур от 2500o F до 3100o F.


Тип R:

Тип R используется для высокотемпературных применений и имеет более высокое процентное содержание родия, чем тип S, что делает его более дорогим.Тип R имеет те же характеристики, что и тип S, и может использоваться для низкотемпературных применений благодаря своей стабильности и высокой точности. Он имеет температурный диапазон от -58o F до 2700o F.


Тип S:

Тип S используется для очень высоких температур в биотехнологической и фармацевтической промышленности. Он используется для низкотемпературных применений из-за его точности и стабильности. Он имеет диапазон температур от -58o F до 2700o F.

Тип P:

Тип P имеет ту же кривую при высоких температурах, что и Тип K, и может использоваться в окислительной атмосфере с диапазоном температур до 2300 ° F. Удлинительный провод типа K используется для подключения термопары типа P к измерительному прибору.


Глава четвертая — Использование термопары

Термопары

— это широко используемые датчики температуры из-за их широких температурных возможностей, прочности и низкой стоимости.Они используются в бытовых приборах, промышленных процессах, производстве электроэнергии, мониторинге и управлении печами, производстве продуктов питания и напитков, автомобильных датчиках, авиационных двигателях, ракетах и ​​космических кораблях.

Их небольшой размер и быстрая реакция, а также их способность выдерживать удары и вибрации делают их идеальными для контроля и измерения температуры.

Ниже приводится описание некоторых применений термопар.

Применение термопар

Производство продуктов питания:
Термопары

идеально подходят для пищевой промышленности, поскольку они обеспечивают точные показания за несколько секунд. Пищевые продукты можно проверить на любом этапе производства. Термопары для пищевой промышленности состоят из двух частей с портативным устройством считывания и съемным зондом. На наконечнике зонда два провода соединены друг с другом. Зонды с плоской головкой измеряют температуру поверхности, игольчатые зонды — внутренние измерения и температуру воздуха в духовках.


Экструдеры:

Экструдеры требуют высокой температуры и давления. Наконечник датчика должен быть помещен в расплавленную пластмассу в условиях высокого давления. Термопара измеряет температуру и устанавливается непосредственно в технологический процесс. Эти устройства обладают высокой точностью, малым временем отклика и могут иметь датчик термопары типа K.


Печь:

Контрольная лампа отвечает за зажигание горелки печи.Термопара перекрывает подачу газа, когда не обнаруживает пламени, и предотвращает получение газа в печь, когда пилот выключен. Это предотвращает накопление газа в печи и делает систему намного безопаснее.


Расплавленный металл:

Термопара для расплавленного металла может использоваться в среде цветных металлов для измерения температуры до 1250 ° C. Они отслеживают и контролируют температуру жидких металлов во время операций по приготовлению, выдержке, дегазации и разливке расплава.


Газовое оборудование:

Термопара на газовом приборе сигнализирует газовому клапану о том, что пилот горит, поэтому он остается открытым. Термопара расположена в центре пилотного пламени. Он определяет тепло пламени и генерирует напряжение, поддерживающее поток газа. Если пламя гаснет, напряжение термопары пропадает и газовый клапан закрывается.

Котел высокого давления:

Найти подходящие приборы для работы с высоким давлением очень сложно из-за высоких температур и сильных вибраций. Термометры сопротивления (RTD) и термопары — это обычно используемые датчики температуры для промышленных приложений высокого давления. Было обнаружено, что термопары являются лучшим выбором.

Существует две конфигурации термопар для приложений высокого давления, которые показаны ниже:

  • Обычный

    Обычно термопара в сборе имеет резьбу или фланец.

  • Кольцо объектива

    С кольцевой линзой термопара устанавливается в металлическую прокладку с линзовым кольцом, которая сжимается между двумя фланцами для создания уплотнения. Прокладка линзы образует уплотнение. Он используется для монтажа и доступа к процессу измерения.


Глава пятая — Как проверить термопару

Хотя термопары очень надежны и долговечны, со временем они могут выйти из строя, и их необходимо проверять.Несмотря на то, что существует очень большое разнообразие термопар, все они работают по одному и тому же принципу: два соединенных провода, один из которых является эталонным, а другой — горячим.

Для проверки эффективности термопары используется мультиметр. Ниже приводится описание мультиметра и того, как проверить один тип термопары.

Показания мультиметра

Мультиметры

бывают разных форм и стилей.Независимо от разновидностей, есть некоторые основные символы, которые отображаются на всех типах.

Также могут отображаться префиксы.

  • μ — греческая буква Мю, обозначающая микро или одну миллионную
  • .
  • м — милли или одна тысячная
  • k — килограмм или одна тысяча
  • M — Мега или один миллион

Мультиметры имеют настройки для измерения постоянного и переменного тока.

Некоторые мультиметры имеют звуковой сигнал проверки целостности цепи, который звучит, когда измеритель обнаруживает замкнутую цепь. Проверка непрерывности показывает наличие полного пути прохождения тока. На изображении ниже показан мультиметр со звуковой сигнализацией непрерывности.


Испытание термопары

Шаг 1:

Мультиметр должен иметь возможность считывать значения в омах, противоположных току, протекающему в электрической цепи.Проводники имеют небольшое сопротивление, а изоляторы имеют высокое сопротивление. Серебро, медь, золото и алюминий являются примерами проводников и металлов, содержащихся в проводах термопар. Мультиметр для проверки термопары должен быть очень чувствительным, поскольку термопары вырабатывают милливольты.


Шаг 2:

В зависимости от типа испытания термопара снимается или остается установленной. Если выполняется испытание на обрыв или сопротивление, термопара удаляется.Для испытания замкнутой цепи требуется переходник для вставки термометра.

Шаг 3:

Можно выполнить три типа тестов.

  • Обрыв цепи:
  • Замкнутый контур:
  • Сопротивление:
Шаг 4:

Для проверки сопротивления термопара удаляется из приложения, и на мультиметре выбирается опция «Ом».Один вывод помещается сбоку от термопары, а другой — на конце, который вставляется в приложение. Если термопара имеет надлежащую целостность цепи, на мультиметре должно быть видно небольшое значение сопротивления.

Шаг 5:

Для проверки обрыва цепи термопара удаляется из приложения, а мультиметр устанавливается на милливольты. Один вывод помещается сбоку от термопары, а другой — на противоположном конце.Конец, помещенный в аппликацию, следует нагреть. Показания в милливольтах должны находиться в допустимом диапазоне.

Шаг 6:

Для проверки замкнутой цепи требуется адаптер термопары. Адаптер помещается внутрь приложения, а термопара ввинчивается в адаптер. Один вывод прикрепляется к винту от адаптера, а другой — к оголенному концу термопары. Чтобы получить показания термопары, активируется приложение.Мультиметр будет показывать в милливольтах. Если термопара не проходит этот тест, ее необходимо заменить.

Глава шестая — Считывание показаний термопары

Термопары

— это рентабельный метод точного измерения в широком диапазоне температур. Они используются в котлах, водонагревателях, печах и двигателях самолетов.

При подготовке к считыванию показаний термопары необходимо понимать справочную таблицу термопар.Для каждого типа термопар есть своя справочная таблица. Ниже приведена часть таблицы для термопары типа K.

В первом столбце слева таблицы отображается температура с шагом в десять. Часть таблицы справа — это промежуточные расстояния с шагом в единицу между диапазонами температур. В приведенной выше таблице -280o — это третья запись сверху таблицы. Если показание температуры на термопаре составляет -284o, чтобы прочитать таблицу и найти милливольты, вы переходите к -280o и переходите вправо для числа под цифрой 4.Цифры справа в таблице — милливольты для данной температуры.

Эталонные спая термопары могут изменять температуру, что может привести к неточным показаниям. Эталонную температуру можно установить или сделать постоянной, погрузив ее в воду. В большинстве случаев компенсатор холодного спая подстраивается под изменения температуры окружающей среды. Изображение ниже представляет собой упрощенное представление калькулятора компенсации.


Законы для термопар

Однородные материалы:

Однородная проволока физически и химически одинакова по всей длине.Схема термопары, сделанная из того же провода, не будет генерировать ЭДС независимо от изменения температуры и толщины. Чтобы термопара работала должным образом, она должна иметь два разных металла для генерации напряжения.

Промежуточные материалы:

Сумма ЭДС двух или более различных металлов равна нулю, если цепь имеет одинаковую температуру. Добавление различных металлов в цепь не повлияет на напряжение, создаваемое схемой.Добавленные переходы должны иметь ту же температуру, что и переходы в цепи. Например, третий металл, такой как медные провода, может быть добавлен для облегчения измерения. Вот почему термопары можно использовать с цифровыми мультиметрами или другими электрическими компонентами. Вот почему припой можно использовать для соединения металлов с образованием термопар.

Последовательные или промежуточные температуры:

Термопара из двух разных металлов создает ЭДС, когда металлы находятся при разных температурах.Термопара, откалиброванная с эталонной температурой для использования с другой эталонной температурой, может иметь дополнительные провода с такими же термоэлектрическими характеристиками, добавленные к цепи и не влияющие на ЭДС.

Заключение

  • Термопара — это преобразователь, который преобразует тепловую энергию в электрическую энергию и создается путем соединения разнородных металлов или полупроводников с образованием спая.
  • Концепция термопары основана на эффекте Зеебека, который утверждает, что если разнородные металлы соединяются в одной точке, они будут генерировать небольшое измеряемое напряжение при изменении температуры точки соединения.
  • Термопара измеряет неизвестную температуру и сравнивает ее с известной температурой, называемой эталонной.
  • Термопары
  • — это широко используемые датчики температуры из-за их широких температурных возможностей, прочности и низкой стоимости.
  • Разница между термопарами определяется типами сплавов, используемых для изготовления их проволоки.

Основы термопары

Что такое термопара?

Термопара — это датчик, используемый для измерения температуры.Термопары широко используются во многих промышленных и научных приложениях из-за их низкой стоимости, широкого диапазона температур, пределов высоких температур и доступности во многих типах и размерах. Они присутствуют почти на всех промышленных рынках, включая электроэнергетику, нефть и газ, аэрокосмическую промышленность, полупроводники, фармацевтику, биотехнологии, пищевую промышленность и металлы.

Существует несколько сотен типов термопар, изготовленных из различных комбинаций чистых металлов и сплавов со своими уникальными характеристиками и пригодностью для применения.Для обозначения различных типов термопар даны буквенные обозначения. Типы E, J, K, N и T представляют собой термопары из «недрагоценных металлов», наиболее распространенные типы, в которых используются материалы из железа, константана, никросила, меди, хромеля и алюмеля. Термопары типов B, R и S представляют собой термопары из «благородных металлов» (в основном из платины и родия), которые более дороги и используются в высокотемпературных приложениях.

Как работает термопара?

В 1820-х годах эстонско-немецкий физик Томас Иоганн Зеебек обнаружил, что при разнице температур между двумя разнородными электрическими проводниками возникает соответствующая разница напряжений.Это явление теперь известно как термоэлектрический эффект, или термоэлектрический эффект. «Эффект Зеебека» отвечает за поведение термопар.

На рисунке 1 показан пример конструкции термопары. Термопара состоит из двух разнородных проводов термоэлементов A и B, соединенных одним концом T1 («горячий» спай). Провода изолированы друг от друга по длине. На другом конце T2 («холодный» спай) поддерживается постоянная эталонная температура (обычно точка плавления льда).Холодный спай — это место, где провод термопары переходит в медный провод для подключения к счетчику. Провод термопары можно подключить непосредственно к счетчику или считывающему устройству, оборудованному внутренней схемой холодного спая. Эта конфигурация обычно менее точна, чем при использовании внешнего холодного спая, поддерживаемого при температуре плавления ледяной ванны. Разница между фактической температурой T1 и эталонной температурой T2 корректируется электронным способом в приборе, измеряющем термопару, для отображения фактической температуры T1. Эта регулировка называется компенсацией холодного спая (CJC).

Рисунок 1. Конструкция термопары

Напряжение (термоэлектрическая сила) создается между проводами холодного спая (T2), когда горячий спай (T1) подвергается воздействию температуры, отличной от температуры холодного спая. Прибор, подключенный к выводным проводам от холодного спая, используется для считывания напряжения термопары.

Теоретически это измерение напряжения зависит только от разницы температур (T1 — T2). При изменении T1 выходное напряжение термопары изменяется пропорционально изменению температуры, но не линейно.Выходное напряжение составляет от -10 до 77 мВ (в зависимости от типа термопары и температуры измерения). Корреляция температуры и напряжения устанавливает взаимосвязь, уникальную для различных типов термопар. Эти соотношения суммированы в справочных таблицах, которые служат основой для калибровки термопары.

Почему необходимо калибровать термопары?

Важно отметить, что напряжение термопары генерируется не в «горячем спайе», где соединяются два металла (T1), а скорее по всей длине (от T1 до T2), на которую провода подвергаются при температуре градиент.Разница температур спаев и измерительное напряжение является правильным только в том случае, если каждый провод термопары однороден (однороден по составу). Поскольку термопара используется в промышленных условиях, проводящие провода могут терять однородность из-за нагрева, химического воздействия или механических повреждений (например, изгиб провода при перепаде температур). Если неоднородный участок цепи термопары подвергается воздействию температурного градиента, измеренное напряжение будет отличаться, что приведет к ошибке.Поэтому термопары следует периодически проверять и калибровать, чтобы гарантировать правильность измерений.

Термопары из недрагоценных металлов (типы E, J, K, N и T) часто создают «неоднородности» при использовании выше 200 ºC. Нагревание этих термопар в печи приведет к дальнейшему изменению проволоки, или их перемещение изменит температурный градиент. Оба приведут к ошибкам калибровки. В этих случаях требуется калибровка «на месте» (на месте). Это делается путем вставки эталонного термометра рядом с калибруемой термопарой и сравнения показаний.

Термопары из благородных металлов (типы B, R и S) также могут иметь неоднородности, но их влияние невелико (около 0,3 ºC), поэтому их можно эффективно откалибровать. Термопары из недрагоценных металлов, используемые только при температурах ниже 200 ° C (тип K ниже 120 ° C), как правило, не демонстрируют больших неоднородностей и могут быть откалиброваны на месте.1

1 Дополнительные советы по неоднородности термопар см. В техническом руководстве Новой Зеландии «Определение термопар».

См. Другие примечания к приложению в этой серии термопар:

2 из 4: Как выбрать оборудование для калибровки термопар

3 из 4: Расчет погрешностей в системе калибровки термопар

4 из 4: Калибровка термопары

Рекомендованные продукты:

5649/5650 Стандарты термопар типов R и S

9118 Калибровочная печь для термопар

Подключение сигналов термопары к устройству сбора данных

Включено в раздел

В этом документе представлены пошаговые инструкции по подключению и настройке вашего устройства NI DAQ для использования с термопарой.Прежде чем вы начнете использовать оборудование DAQ, вы должны установить среду разработки приложений и программное обеспечение драйвера NI-DAQmx. Обратитесь к документу Установка LabVIEW и NI-DAQmx для получения дополнительной информации.

Основы измерения термопар

Термопары — наиболее часто используемые датчики температуры. Термопара создается, когда два разнородных металла соприкасаются и создают небольшое напряжение холостого хода, соответствующее температуре. Это термоэлектрическое напряжение известно как напряжение Зеебека и нелинейно по температуре.

Типы термопар

Термопары различаются по составу и диапазону точности:

Тип термопары

Положительный провод

Отрицательный провод

Диапазон температур (° C) для полиномиальных коэффициентов или для преобразования таблицы

Диапазон температур (° C) для коэффициентов обратного полинома

Дж

Утюг

Константан

-210 до 1200

-210 до 1200

К

Хромель

Алюмель

-270 до 1372

от 200 до 1372

N

Никросил

Нисил

-270 до 1300

от -200 до 1300

R

Платина — 13% родий

Платина

-50 до 1768

-50 до 1768

S

Платина-10% родий

Платина

-50 до 1768

-50 до 1768

Т

Медь

Константан

-270 до 400

от 200 до 400

Б

Платина

Родий

0 до 1820

250 до 1820

E

Хромель

Константан

-270 до 1000

от 200 до 1000

Таблица 1. Типы термопар

Компенсация холодного спая

Для термопар

требуется некоторая форма эталона температуры для компенсации нежелательных паразитных термопар. Паразитная термопара создается, когда вы подключаете термопару к измерительному оборудованию. Поскольку клеммы на оборудовании изготовлены из материала, отличного от материала провода термопары, на стыках, называемых холодными спаями, создается напряжение, которое изменяет выходное напряжение самой термопары.Вы можете измерить температуру в этом эталонном спайе с помощью датчика температуры прямого считывания, такого как термистор или датчик IC, а затем вычесть термоэлектрические вклады паразитных термопар. Этот процесс называется компенсацией холодного спая (CJC). Вы должны указать свой источник CJC или постоянное значение (обычно 25 ° C) при настройке измерения термопары в программном обеспечении.

Расположение выводов DAQ-устройства

Прежде чем подключать какие-либо сигналы, найдите распиновку вашего устройства.

  1. Откройте Measurement & Automation Explorer (MAX) и разверните Устройства и интерфейсы.
  2. Щелкните правой кнопкой мыши имя устройства и выберите «Распиновка устройства».

Рис. 1. Справка по терминалам устройства

Следующие типы клемм соответствуют измерениям с помощью термопар:

  1. TC X (+/-) — Большая часть оборудования термопар NI относится к клеммам TC + и TC- для каждого канала дифференциального измерения.
  2. AI X (+/-) — Некоторые устройства могут вместо этого ссылаться на AI x + и AI x -, где x относится к номеру канала.
  3. COM — Общая клемма заземления для всех каналов DI может быть изолирована от земли, в зависимости от вашего устройства.

Настройка измерения термопары

Вы можете использовать NI MAX для быстрой проверки точности вашей измерительной системы. Настройка. Используя глобальный виртуальный канал NI-DAQmx, вы можете настроить измерение термопары без какого-либо программирования.Виртуальный канал — это концепция архитектуры драйвера NI-DAQmx, используемая для представления набора настроек свойств устройства, который может включать в себя имя, физический канал, входные терминальные соединения, тип измерения или генерации и информацию о масштабировании.

Для начала выполните следующие действия:

  1. Открыв MAX, щелкните правой кнопкой мыши Data Neighborhood и выберите Create New.
  2. Выберите NI-DAQmx Global Virtual Channel и нажмите Next.
  3. Выберите Acquire Signals »Analog Input» Temperature »Thermocouple

Рисунок 2. Создание виртуального канала NI-DAQmx

  1. Выберите ai0 или любой другой физический канал, который вы собираетесь подключить к термопаре. Физический канал — это терминал или вывод, на котором вы можете измерять или генерировать аналоговый или цифровой сигнал. Один физический канал может включать в себя более одной клеммы или вывода, как в случае входного канала дифференциальной термопары. В этом случае ai0 соответствует TC0 + и TC0- на схеме выводов NI-9211.

Рисунок 3. Физические каналы устройства

  1. Нажмите Далее и введите имя глобального виртуального канала или оставьте значение по умолчанию.
  2. Нажмите Finish, чтобы увидеть следующий экран в MAX:

Рисунок 4. Настройка канала термопары в MAX

  1. На вкладке настроек введите минимальное и максимальное значения температуры, которые вы ожидаете считывать с термопары (от 0 ° C до 100 ° C по умолчанию).
  2. Выберите тип термопары и CJC Source и CJC Value .

Подключение термопары к устройству

Следующим шагом является физическое подключение термопары к вашему DAQ-устройству.

  1. Щелкните вкладку Схема подключения в MAX, чтобы продолжить.

Рисунок 5. Схема подключения термопары

Каждый провод термопары имеет положительный и отрицательный вывод. Схема подключения показывает, какие контакты на вашем DAQ-устройстве должны быть подключены в соответствии с выбранным вами физическим каналом.Подключите положительный провод термопары к клемме TC +, а отрицательный провод термопары к клемме TC–. Если вы не уверены, какой из выводов термопары положительный, а какой отрицательный, проверьте документацию на термопару или катушку с проводом термопары.

Если вы используете экранированную термопару, подключите COM-терминал вашего устройства на щит и щит опорного напряжения синфазной термопары. Опорное напряжение синфазное напряжение, которое находится в пределах ± 1.2 В синфазного напряжения термопары. Если вы используете плавающую термопару или термопару в пределах ± 1,2 В от заземления, подключите COM и экран к заземлению. Методика заземления экрана может варьироваться в зависимости от области применения. См. Рисунок 6 для иллюстрации типичной конфигурации экрана.

Рисунок 6. Подключение экранированной термопары

Используйте глобальные виртуальные каналы NI-DAQmx для предварительного просмотра ваших измерений.

  1. Пока MAX открыт, вернитесь на вкладку NI-DAQmx Global Channel и нажмите кнопку Run. Значение температуры вашей термопары отображается в верхней части экрана.

Рисунок 7. Предварительный просмотр измерения термопары в MAX

Вы можете просмотреть сигнал в табличной форме или в виде графика, выбрав График в раскрывающемся списке Display Type . У вас также есть возможность сохранить ваш глобальный виртуальный канал NI-DAQmx, если вы захотите снова обратиться к этому экрану конфигурации в будущем.

Пред. Подключение и настройка оборудования Введение в LabVIEW Следующий .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *