Рекомендации по выбору термопар

Конструктивно термопара предельно проста – две металлические проволоки, сваренные на одном конце. Определенную сложность представляет изготовление самих проволок, которые должны отвечать ряду жестко нормируемых требований, но это забота крупных специализированных предприятий.

Для конечного потребителя работа с готовой термопарой не представляет особых проблем. Все типы термопар работают по одинаковому принципу. Но для начала надо определиться какой именно тип термопар лучше выбрать для конкретного случая. При этом руководствуются следующими соображениями.

Температура измерения.

Каждый тип термопары имеет свою нижнюю и верхнюю границу измерения температуры. Эти границы определяется физическими свойствами материалов, из которых изготовлены термоэлектроды термопары. Выход за эти границы ведет к резкому росту ошибок измерения. К тому же превышение верхней границы приводит к необратимым изменениям химического состава и структуры термоэлектродов вплоть до их разрушения. Значения нижних и верхних пределов диапазона измерения температур для различных типов термопар приведены в ДСТУ 2857 (ГОСТ 6616) «Преобразователи термоэлектрические. Общие технические условия» и в ДСТУ 2837 (ГОСТ 3044) «Преобразователи термоэлектрические. Номинальные статические характеристики преобразования».

Среда измерения.

Химический потенциал среды измерения по отношению к материалу термоэлектродов должен быть нейтральным. В противном случае термоэлектроды будут вступать в химическое взаимодействие со средой измерения и, как следствие, менять свои метрологические характеристики. Если по каким-либо причинам термопару приходится применять в среде, разрушающей материал термоэлектродов, применяются соответствующие защитные чехлы.

Точность измерения.

В вышеуказанных ГОСТах приводятся классы допуска для каждого типа термопар и соответствующий этим классам предел допустимого отклонения от НСХ (номинальной статической характеристики). Следует обратить внимание на то, что один и тот же класс допуска для разных типов термопар имеет разные пределы допустимого отклонения от НСХ.

Кроме того, следует учитывать:

• Из всех типов термопар наиболее распространенными, а значит и наиболее доступными, являются термопары типа ТХА (K), ТХК (L), ТНН (N), ТПП (S) и ТПР (В).
• Платинородиевые термопары (ТПП и ТПР) из-за своей дороговизны применяются только в тех случаях, когда применение других типов термопар невозможно.
• Вольфрамрениевые термопары, несмотря на очень широкий диапазон измерений, применяются относительно редко. Это связано с тем, что в силу технологических особенностей изготовления вольфрамрениевой проволоки она имеет значительный разброс метрологических свойств по своей длине. Вследствие этого вольфрамрениевые термопары при эксплуатации требуют квалифицированного обслуживания, вплоть до индивидуальной калибровки каждой термопары. Кроме того, неустойчивость вольфрамрения к окислительной среде требует особой защиты.
• Большой запас по верхней температуре эксплуатации термопар зачастую приводит к неоправданным дополнительным расходам.
• Знание подробной информации об особенностях эксплуатации термопар в конкретных условиях может существенно снизить общие расходы на измерение температуры.
• Экономия на зарплате (квалификации) специалиста по обслуживанию термопар обычно оборачивается повышенным расходом термопар, что особенно актуально при использовании дорогостоящих термопар платиновой группы.