Ett sätt att mäta temperatur... Termoelement Ett sätt att mäta temperatur...

Uppbyggnad Termoelement är en temperatur sensor som mäter temperatur genom att utnyttja en fysikalisk upptäckt kallad Seebeckeffekten. Seebeckeffekten innebär att två elektriskt ledande material genererar en temperaturberoende potentialdifferens (termo-emk) i kontakten mellan materialen. Termo-emk:n beror endast av ledarens material och temperaturdifferensen mellan ledarens ändpunkter och förhållandet är inte linjärt. Ett termoelement består av två ledare av olika material som svetsas samman i den ena änden (mätpunkten), i den andra änden (referenspunkten) ansluts voltmetern. Termoelementets båda anslutningar är termiskt kortslutna så att de alltid har samma temperatur.

Platina - Platina/Rhodium Typ Material Färgmärkning Temperaturomr. (°C) βBA (μV/°C) J Järn - Konstantan Svart -200…+900 52 K Chromel - Alumel Gul -250...+900 39 S Platina - Platina/Rhodium Grön -50…+1800 6,4 T Koppar - Konstantan Blå -200…+400 41 Genom att använda olika material på ledarna så får man olika temperaturområden och olika känslighet. Ett av de vanligare termoelementen består av en kopparledare och en konstantanledare (legering mellan koppar och nickel) och kallas för ett termoelement av typen T.

Eftersom att ett termoelements temperaturberoende inte är linjärt så måste man använda en tabell (se Figur 3) för att kunna beräkna temperaturen. Den uppmätta termoemk:n motsvaras av en temperaturskillnad i tabellen, tex. en termoemk på 3,999mV motsvarar en temperaturskillnad på 94°C mellan varma och kalla lödstället.

Elektronisk ispunkt Den spänning som voltmetern mäter är endast beroende av materialval och samt temperaturskillnaden mellan varm och kalla lödstället. Eftersom den uppmätta spänningen är temperaturskillnaden mellan varma och kalla lödstället så måste även referenspunktens temperatur mätas. Ett sätt att göra det är att tillverka en ”elektronisk ispunkt”. Vanligtvis när man mäter temperaturen så är referenspunktens temperatur (T1) samma som rumstemperaturen, ca 20°C. Om T1 vore 0°C så skulle spänningen vara proportionell mot T2 men eftersom T1 är ca 20°C så blir den för liten jämfört med om T1 vore 0°C. För att lösa det problemet så lägger man på en liten spänning som motsvarar temperaturskillnaden mellan T1 och 0°C. . Den elektroniska ispunkten genereras lämpligen av en Wheatstonebrygga med ett Pt-100 element.

Fördelar med Termoelement Litet format innebär att det är lätt att placera mätpunkter på svåra ställen Kan mäta temperaturer upp till 1800°C Termoelementen reagerar snabbt, och är därför lämpliga för mätningar där snabba förändringar i temperaturen sker. Billiga Inga rörliga delar som kan gå sönder Litet format innebär att det är lätt att placera mätpunkter på svåra ställen Kan mäta temperaturer upp till 1800°C Termoelementen reagerar snabbt, och är därför lämpliga för mätningar där snabba förändringar i temperaturen sker. Billiga Inga rörliga delar som kan gå sönder

Nackdelar med termoelement Låg känslighet Den låga utspänningen kan ”maskeras” av brus Behöver en känd temperaturreferens. Moderna termoelement har dock oftast en elektronisk ispunkt inbyggd. Det kan bli besvärligt att mäta temperaturen eftersom den är olinjär men till flesta termoelement kan man erhålla kalibreringskurvor och tabeller. Behöver kontinuerlig kalibrering. Låg känslighet Den låga utspänningen kan ”maskeras” av brus Behöver en känd temperaturreferens. Moderna termoelement har dock oftast en elektronisk ispunkt inbyggd. Det kan bli besvärligt att mäta temperaturen eftersom den är olinjär men till flesta termoelement kan man erhålla kalibreringskurvor och tabeller. Behöver kontinuerlig kalibrering

Val av termoelement Känslighet Linjaritet Stabilitet och korrosionsmotstånd Temperaturområde Kostnad Vi val av typ av termoelement bör följande faktorer övervägas: Känslighet Linjaritet Stabilitet och korrosionsmotstånd Temperaturområde Kostnad

Användningsområden Plastindustrin Kemikalieindustrin Läkemedelsindustrin Stålindustrin

Olika modeller av termoelement