Термопара

Термопара – датчик температуры, состоящий из двух соединенных между собой разнородных металлических (или полупроводниковых) элементов. Если контакты (обычно спаи) проводящих элементов (их часто называют термоэлектродами), образующих термопару находятся при разных температурах, то в цепи термопары возникает ЭДС (термоэдс), величина которой однозначно определяется температурой горячего и холодного контактов и природой материалов, примененных в качестве термоэлектродов.

Удельная ЭДС термопары из металлических проводников лежит в пределах 5 – 60 , ЭДС термопары из полупроводников может быть на порядок выше. Точность определения температуры с помощью термопары составляет, как правило, нескольких кельвин, а у некоторых термопар достигает ~ 0,01 К.

Термопары используются в самых различных диапазонах температуры (от нескольких кельвин до примерно 2800 К). Применяются в устройствах для измерения температуры и различных автоматизированных системах управления и контроля.

Термопарой можно измерить только разности температур. Если температура одного из спаев постоянна, то термоэдс будет зависеть только от температуры другого спая. Обычно один спай поддерживается при 0^оС, т.е. этот спай термостатируется. Он называется холодным спаем. Другой спай называется горячим или измерительным.

Существуют различные схемы включения термопар. Простейшая схема: термопара подключается непосредственно к клеммам измерительного прибора или через удлинительные провода (рис.5): a и b - проволоки из разнородных металлов, c - удлинительные провода, 1 - горячий спай, 2 и 3 - холодные спаи соединения металлов с проводами.

Для более точных измерений используется дифференциальная термопара. В этом случае измерительный прибор включается в одну из ветвей термопары (рис.6), один из спаев, например точка 2, термостатируется, т.е. поддерживается постоянная температура.

Рис.5

Рис.6