1.3. Термоэлектрические преобразователи (термопары)

Соединение между собой двух проводов из различных металлов (сплавов) создает на их концах небольшую разность потенциалов – термоэлектродвижущая сила (термо э.д.с.) – эффект Зеебека, обычно около милливольта, с температурным коэффициентом около 50 мкВ/ , сопротивление такого источника напряжения будет низким.

Такое соединение называется – термопарой, и они используются для измерения температуры в широком диапазоне. Комбинируя различные пары сплавов, металлов можно измерять температуры от ­–270 до +2500 с хорошей точностью (0.52) . Термоэлектрические свойства различных сплавов хорошо известны, поэтому термопары в любом виде изготовленные из одних и тех же сплавов могут взаимозаменятся без дополнительной калибровки ГОСТ Р 8.585-2001.

Термопара изготавливается путем сварки двух проводов таким образом, чтобы получилось небольшое по размеру соединение – спай. Известно, можно соединять провода, для образования термопары просто скручивая их вместе или просто зажимая их, но такое соединение не будет работать долго!

Поэтому, каждое лишнее соединение (дополнительные разрывы цепи – соединение) проводников в цепи термопары, в том числе и соединение с измерительным прибором приводит к возникновению добавочных паразитных термопар.

Вообще любое дополнительное соединение любых проводов в измерительной цепи, в том числе и однородных, разных производителей приводит к появлению в этой цепи паразитных термопар электродвижущей силой порядка 0.2 мкВ/ .

Эти лишние неконтролируемые термо э.д.с в схемах измерений приводят к странным и неточным результатам и все это также будет суммироваться с изложенным в 1.2.4.

1.3.1. Промышленные термопары

Промышленные термопреобразователи по ГОСТ Р 8.585–2001 и их термоэлектродные материалы. Общий вид термопар приведены на рис.

Таблица 3. Основные термопары.

тип	*	положительный электрод	отрицательный электрод
ТВР	А	ВР-5 Вольфрам – 5%рений	ВР-20 Вольфрам – 20%рений
ТПР	В	ПР-30 Платина –30% родий	ПР-6 Платина– 6% родий
ТПП	R	ПР-13 Платина –13% родий	Платина
ТПП	S	ПР-10 Платина –10% родий	Платина
ТЖК	J	Железо	Медь – никель
ТМК	T	Медь	Медь – никель
ТХКн	Е	Никель–хром	Медь – никель
ТХА	К	Никель–хром	Никель– алюминий
ТНН	N	Никель–хром–кремний	Никель– кремний
ТХК	L	Хромель	Копель
ТМК	M	Медь	Копель

* – обозначение по МТШ-90; J – железо / константан; T – медь / константан; E – хромель / константан; K – хромель / алюмель; N – нихросил / нисил; L – хромель / копель; M – медь / копель. Химический состав используемых сплавов: константан – 55% Cu + 45% Ni, Mn, Fe; хромель – ТНХ 9.5 (90.5% Ni + 9.5% Cr); алюмель – НМцАК 2-2-1 (94.5% Ni + 5.5%Al, Si, Mn, Co); нихросил – (83.49  84.89)% Ni + (13.7  14.7)% Cr + (1.2 1.6)% Si + 0,15 % Fe + 0.05 % C + 0.01% Mg; нисил – (94.98  95.53)% Ni + 0.02% Cr + (4.2  4.6)% Si + 0.15% Fe + 0.05% С + (0.05  0.2)% Mg; копель – 56% Cu + 44% Ni.

Таблица 4 Пределы измерения и отклонения

тип	*	пределы	мах тэдс	отклонение
ТВР	А	от 1000 до 2500	6.	0.007t
ТПР	В	600 – 800 до 1800	26.773	4.0; 0.005t
ТПП	R	0 – 1100 до 1600		1.0; 1.0 + 0.003(t – 1100)
ТПП	S	0 – 600 до 1600		1.5; 0.0025t
ТЖК	J	0 – 333 до 900		2.5; 0.0075t
ТМК	T	-40 – 135 до 400		1.0; 0.0075t
ТХКн	Е	-40 – 333 до 1000	76.358	2.5; 0.0075t
ТХА, ТНН	К, N	-40 – 333 до 1300	54.886	1.5; 0.0075t
ТХК	L	-40 – 360 до 800	66.466	2.5; 0.7 + 0.005t