Termopāra temperatūras mērīšanas pamatprincips
Divu dažādu materiālu vadītāji vai pusvadītāji A un B tiek metināti kopā, veidojot slēgtu cilpu. Ja starp A un B vadītāju diviem piestiprināšanas punktiem 1 un 2 ir temperatūras starpība, starp tiem rodas elektromotora spēks, un tādējādi veidojas viena lieluma cilpa A strāva, ko sauc par termoelektrisko efektu. Termopāri izmanto šo efektu darbam. Kas ir termopāra termoelements un termiskā pretestība, ir temperatūras mērīšana saskares temperatūrā, lai arī tāds pats efekts ir objekta temperatūras mērīšanai, taču to principi un raksturlielumi nav vienādi. Termoelements tiek visvairāk izmantots temperatūras mērīšanā Plašs temperatūras ierīču klāsts, viņa galvenās iezīmes ir plašs skūpstu klāsts, stabila veiktspēja, vienkārša struktūra, laba dinamiskā reakcija un var attālināti pārsūtīt 4-20 mA elektriskos signālus, atvieglojot automātisko vadību un centralizētu vadību . Termoelementu termometrijas princips ir balstīts uz termoelektrisko efektu. Savienojot divus dažādus vadītājus vai pusvadītājus slēgtā cilpā, kad temperatūra divos krustojumos ir atšķirīga, cilpā tiks radīts termoelektriskais potenciāls. Šo parādību sauc par termoelektrisko efektu, kas pazīstams arī kā Seebeka efekts. Termoelektriskais potenciāls, kas ģenerēts slēgtā cilpā, sastāv no diviem potenciāliem: temperatūras starpības potenciāla un kontakta potenciāla. Termoelektriskais potenciāls attiecas uz potenciālu, ko rada temperatūras starpība starp viena un tā paša vadītāja diviem galiem. Dažādiem vadītājiem ir atšķirīgs elektronu blīvums, tāpēc to radītie potenciāli ir atšķirīgi. Kontakta potenciāls, kā norāda nosaukums, attiecas uz divu dažādu vadītāju kontaktu. Dažādu elektronu blīvuma dēļ tie rada zināmu elektronu difūziju. Kad tie sasniedz noteiktu līdzsvaru, saskares potenciāla potenciāls ir atkarīgs no divu dažādu vadītāju materiālajām īpašībām un to saskares punktu temperatūras. Pašlaik starptautiski izmantotajam termopārim ir standarta specifikācija. Starptautiskais termopārs ir sadalīts astoņos dažādos mērogos, proti, B, R, S, K, N, E, J un T, ar kuriem var izmērīt zemāko temperatūru. Mēra 270 grādus pēc Celsija, līdz 1800 grādiem pēc Celsija, kur B, R, S pieder pie termoelementu platīna sērijām, jo platīns ir dārgmetāls, tāpēc tos sauc arī par dārgmetālu termopāriem, bet atlikušos dažus sauc par lēta metāla termoelektriskiem I. Ir divu veidu termopāri: parastais un bruņu. Parastie termopāri parasti sastāv no karstajiem elektrodiem, izolācijas caurulēm, aizsargājošām piedurknēm un savienojuma kārbām, savukārt bruņotos termopārus montē, apvienojot termopāra vadus, izolācijas materiālus un metāla aizsargpārklājus. Izstiepts stabilā kombinācijā. Tomēr termopāra elektriskajam signālam pārraidei nepieciešams īpašs vads. Šo vadu sauc par kompensācijas vadu. Dažādiem termopāriem nepieciešami dažādi kompensācijas vadi, kuru galvenā funkcija ir savienot ar termopāri, lai termopāra atskaites gals atrastos tālu no barošanas avota, lai atsauces krustojuma temperatūra būtu stabila. Kompensācijas vads ir sadalīts divos veidos: kompensācijas tips un pagarinājuma tips. Pagarināšanas stieples ķīmiskais sastāvs ir tāds pats kā kompensētajā termopārā. Tomēr praksē pagarinātāja vads nav izgatavots no tāda paša materiāla kā termoelements, un parasti tas tiek izmantots un termoelektrisks. Tā vietā, lai vadus ar tādu pašu elektronu blīvumu. Kompensācijas stieples savienojums ar termopāri parasti ir skaidrs. Termopāra pozitīvais spailis ir savienots ar kompensācijas stieples sarkano līniju, un negatīvais elektrods ir pievienots atlikušajai krāsai. Lielākā daļa kompensācijas vadu materiālu ir izgatavoti no vara un niķeļa sakausējuma.
R tipa termopārs: platīna rodija 13-platīna termopārs
R tipa termopāra specifikācijas: dārgmetālu termopāri. Kvēldiega diametrs ir norādīts kā 0,5 mm, pieļaujamā novirze ir -0,015 mm, un pozitīvā elektrodu (RP) nominālais ķīmiskais sastāvs ir platīna-rodija sakausējums, kas satur 13% bismuta, 87% platīna un tīrs platīns (RN). Maksimālā darba temperatūra ir 1300 ° C, un īslaicīgā maksimālā darba temperatūra ir 1600 ° C.
R tipa termopāra priekšrocības: Tam ir visaugstākā precizitāte, vislabākā stabilitāte, plašs temperatūras diapazons un ilgs kalpošanas laiks. Tam ir labas fizikālās un ķīmiskās īpašības, laba termoelektriskā potenciāla stabilitāte un augsta izturība pret oksidēšanos augstās temperatūrās, un tas ir piemērots oksidējošai un inertai videi. Tā kā R tipa termopāra visaptverošā veiktspēja ir līdzvērtīga S tipa termopāra veiktspējai, to Ķīnā ir bijis grūti reklamēt. Papildus temperatūras mērīšanas piemērošanai importētajām iekārtām reti tiek izmantoti arī vietējie temperatūras mērījumi. Laikā no 1967. līdz 1971. gadam sadarbības pētījums starp Apvienotās Karalistes NPL, ASV NBS un Kanādas NRC pētījumu institūtiem parādīja, ka R tipa termopāru stabilitāte un reproducējamība ir labāka nekā S tipa termopāriem. Pētījumi šajā jomā vēl nav veikti.
R tipa termopārs nav pietiekams: tas ir termoelektrisks potenciāls, termoelektriskā potenciāla likme ir maza, jutība ir maza, mehāniskā izturība ir pazemināta augstā temperatūrā, tā ir ļoti jutīga pret piesārņojumu, un dārgmetālu materiāls ir dārgs, tāpēc vienreizējas investīcijas ir lielas. Ir ļoti maz ražotāju, kurus atkārtoti izmantot.