Kā izvēlēties termopārus un termiskos rezistorus

Vispirms ļaujiet man iepazīstināt ar termopāru. Termopārs ir visplašāk izmantotā temperatūras ierīce temperatūras mērīšanā. Tās galvenās iezīmes ir plašs mērījumu diapazons, samērā stabila veiktspēja, vienkārša struktūra, laba dinamiskā reakcija un spēja pārveidot temperatūras modeli universālā attālās pārraides laikā 4-20 MA elektriskais signāls caur temperatūras raidītāju, kas ir ērti automātiskai vadībai un centralizētai vadībai.
Termopāra temperatūras mērīšanas princips ir balstīts uz termoelektrisko efektu. Ja divi dažādi vadītāji vai pusvadītāji ir savienoti slēgtā cilpā, kad temperatūra abos krustojumos ir atšķirīga, cilpā tiks izveidota termoelektriskais potenciāls. Šo parādību sauc par termoelektrisko efektu, kas pazīstams arī kā Seebeck efekts.
Slēgtā cilpā radītais termoelektriskais potenciāls sastāv no diviem potenciāliem: termoelektriskā potenciāla un kontakta potenciāla. Termoelektriskais potenciāls attiecas uz potenciālu, ko rada viena un tā paša vadītāja divi gali atšķirīgas temperatūras dēļ. Dažādiem vadītājiem ir atšķirīgs elektronu blīvums, tāpēc arī to radītais potenciāls ir atšķirīgs. Kā norāda nosaukums, kontakta potenciāls attiecas uz potenciālu, kas izveidots, kad divi dažādi vadītāji ir saskarē ar atšķirīgo elektronu blīvumu. Kad tie sasniedz noteiktu līdzsvaru, tiek izveidots noteikts daudzums elektronu difūzijas. Kontakta potenciāla lielums ir atkarīgs no divu dažādu vadītāju materiāla īpašībām un to kontaktpunktu temperatūras.
Pašlaik termopāriem, ko izmanto starptautiski, ir standarta specifikācija. Starptautiskie noteikumi nosaka, ka termopāri tiek sadalīti 11 dažādās divīzijās, proti, J, K, T, E, N, R, S, B, G, C un D. Zemāko temperatūru var izmērīt mīnus 270 grādos pēc Celsija un augstākā var sasniegt 1800 grādus pēc Celsija. Starp tiem R, S, B, G, C un D pieder dārgmetāliem, tāpēc tos sauc arī par dārgmetāla termopāriem, bet atlikušos sauc par lētiem metāla termopāriem.
Ir divas kopīgas termopāru struktūras, montāžas tips un bruņu tips. Montāžas tipa termopārus parasti veido termopāri, izolācijas caurules, aizsargājošās piedurknes un savienojuma kārbas, savukārt bruņotie termopāri ir cieta termopāra vadu kombinācija, izolācijas materiāli un metāla aizsargājošās piedurknes, kas samontētas un izstieptas.
Tomēr termopāra elektriskajam signālam ir nepieciešams īpašs vads, lai pārraidītu, kuru mēs saucam par termopāra kompensācijas vadu. Dažādiem termopāriem ir nepieciešami dažādi kompensācijas vadi, kuru galvenā funkcija ir savienot ar termopāru un saglabāt termopāra atsauces galu (parasti pazīstams kā aukstais gals Ķīnā) prom no temperatūras mērīšanas laukuma, lai atsauces gala temperatūra būtu stabila. Kompensācijas vadi ir sadalīti kompensācijas tipā un pagarinājuma tipā. Pagarinājuma stieples ķīmiskais sastāvs ir tāds pats kā kompensētajam termopāram, bet praksē pagarinājuma stieple nav obligāti izgatavota no tā paša metāla kā termopārs. To parasti aizstāj ar stiepli ar tādu pašu termoelektrisko potenciālu kā termopāram.
Savienojums starp kompensācijas vadu un termopāriem ir vienkāršs un skaidrs, un to var savienot ar profesionālu termopāra savienotāju. Lielākā daļa vispārējo kompensācijas vadu ir izgatavoti no vara-nickel sakausējuma.

Tālāk iepazīstināsim ar termiskajiem rezistoriem. Lai arī termiskie rezistori tiek plaši izmantoti rūpniecībā, to pielietojums zināmā mērā ir ierobežots to temperatūras mērījumu diapazona dēļ. Termisko rezistoru temperatūras mērīšanas princips ir balstīts uz raksturlielumu, ka vadītāja vai pusvadītāja pretestības vērtība mainās ar temperatūru.

Tam ir daudz priekšrocību, un tas var arī attālināti pārraidīt elektriskos signālus, ar augstu jutīgumu, spēcīgu stabilitāti, labu savstarpēji aizstājamību un precizitāti, taču tam nepieciešama enerģijas ierosme un nevar izmērīt temperatūras izmaiņas uzreiz.
Rūpnieciskie termiskie rezistori parasti izmanto PT100, PT10, CU50, CU100, un ir arī topošie PT1000 un PT200.

Platīna termisko rezistoru temperatūras mērījumu diapazons parasti ir mīnus 200 līdz 800 grādi pēc Celsija, un vara rezistoru skaits parasti ir mīnus no 40 līdz 140 grādiem pēc Celsija. Vispārīgi runājot, gatavo termisko rezistoru vienības cena ir dārgāka nekā termopāriem, un to ilgtermiņa stabilitāte nav tik laba kā termopāriem.