Для чего нужна термопара в мультиметре

Изготовление термопары для мультиметра своими руками

Большинство предметов для обогрева и измерения, которые мы применяем в быту, требуют использования особых элементов контроля. Такие контроллеры (термопары) предохраняют приборы от перегрева и поломок. Термопару можно использовать и для небольших домашних измерений, и для лабораторных опытов. Для этого не нужно специально искать ее в магазинах. Можно разобраться в ее устройстве и сделать термопару для мультиметра своими руками.

Описание и характеристики

Термопара — это прибор, состоящий из двух различных проводников, которые соединяются в одной или нескольких точках компенсационными проводами. Когда на одном конце провода происходит измерение температуры, на другом создается напряжение определенного значения и силы. Это устройство используется для контроля температуры, а также для преобразования температуры в электрический ток.

Стоит термодатчик совсем недорого. Этот прибор вполне стандартный и измеряет большой диапазон температур. Единственным минусом в работе элемента является неточность, которая может составлять до 1 °C, а это немало для таких значений.

Сделать термопару в домашних условиях не составит труда. Необходимо только помнить, что эти устройства создаются из специальных сплавов, поэтому прослеживается предсказуемая и стойкая зависимость между напряжением и температурой.

Датчики бывают разных типов. Они классифицируются по типу используемых металлов для сплава:

1. хромель — алюмелевые;
2. платинородий — платиновые.

От состава зависит и среда применения, ведь такие контроллеры используют как в науке и промышленности, так и в домашних условиях — для котлов, колонок, духовых шкафов.

Принцип работы

Термопара — это самый популярный термодатчик, который был открыт в 1822 году немецким физиком Томасом Зеебеком. Именно поэтому принцип работы такого элемента часто называют эффектом Зеебека.

В книгах и учебниках этот эффект описывают так: если спаи проводников имеют неидентичные температуры, то между ними образовывается электрическая сила (термоэдс), значение которой пропорционально разности температур спаев.

Здесь нужно подчеркнуть, что принимать во внимание стоит именно разность температур, а не какой-либо показатель вообще. Кроме того, если оба спая имеют равнозначную температуру, то термоэдс в цепи не возникнет.

Перед тем как приступить к изготовлению термодатчика, нужно подготовить все материалы и инструменты. Электроды термопары состоят из разнородных материалов, для выбора которых нужно определиться с типом изделия и сферой использования.

Типы термодатчиков обозначаются буквами латинского алфавита и имеют свои характеристики. Например, популярная модель TYPE K состоит из сплава хромель-алюмель, а диапазон ее измерений — 200−1200 °C. Произведя несложные расчеты, можно говорить о нелинейности (термоэдс -35 — 32 мкВ/°C), в то время как нелинейность характеристики должна быть наименьшей. В этом случае погрешность при измерениях будет совсем небольшой.

Термопара может располагаться на удаленном расстоянии от самого оборудования. Для этого ее подключают с помощью специального кабеля. Сам кабель делают из тех же материалов, что и термопару. Разница только в диаметре.

Изготовление термодатчика

Для изготовления термопары своими руками необходимо приобрести проволоку из подходящих материалов. Здесь важное значение имеет диаметр, так как от него зависит погрешность при измерении температуры. Рекомендуется брать проволоку меньшего диаметра, особенно если исследоваться будут объекты небольших размеров.

Материал зависит от диапазона температур, с которым предполагается работа. Наиболее распространенные варианты: хромель-алюмель, медь-константан. Само изготовление заключается в создании соединения, сплава двух проволок. Зачастую для этого используется какой-то источник напряжения (к примеру, автомобильный аккумулятор или трансформатор).

Дальнейшие этапы работы таковы:

1. свободные концы скрученной проволоки подключают к одному из полюсов источника напряжения;
2. вывод подсоединяется к другому из полюсов, который дополнительно соединен еще и с графитным карандашом.

При возникновении электрической дуги возникает соединение проволок термопары. При этом напряжение для соединения проводов подбирается путем эксперимента. Как правило, оптимальное значение 40−50 В, но оно может быть меньше, так как зависит от материалов и длины изделия.

Еще один главный момент — соблюдение техники безопасности. Очень важно не использовать слишком высокое напряжение и не касаться оголенных проводов. Лучше заизолировать их специальной лентой или закрыть керамической трубкой.

Это самый простой и доступный способ изготовления термопары для мультиметра своими руками. Иногда проволоки для термопар спаивают с помощью паяльника. Но тогда придется дополнительно приобрести специальный припой и придерживаться определенных температур в работе.

Термопара для мультиметра без функции измерения температуры

Мультиметр (тестер) это специальное измерительное устройство, благодаря использованию которого пользователь может снимать показания с разнообразных электроприборов, проверять электрическую цепь на предмет ее целостности. Как правило, такими приборами активно пользуются радиолюбители, а также электрики во время проведения ремонта либо диагностики разнообразного электрооборудования. Однако в некоторых случаях, когда возникает острая необходимость, при помощи обыкновенного мультиметра, пользователь может проводить и снимать измерения температуры с разнообразных объектов либо веществ.

Аксессуары для мультиметров

Неотъемлемой частью работы радиолюбителя является проведение различных измерений. Для этой цели служит тестер – универсальная техника, сочетающая функции сразу нескольких приборов. При помощи измерительного устройства можно снять показания величины напряжения, силы тока или сопротивления.
Это базовый набор функций. На современном рынке представлены измерительные приборы, которые оснащены термоэлектрическими датчиками температуры и могут служить для оценки множества электрических параметров. Выбор конкретного типа устройства зависит от сферы применения. Главное – позаботиться о том, чтобы в вашем арсенале было не только само устройство, но и аксессуары к нему – щуп мультиметра, паяльник 220В, термопара. Пригодится также дифференциальный пробник для измерения высокого напряжения.

Зачем измерять температуру мультиметром

Такие измерительные приборы как мультиметры используются в роли термометров в тех случаях, когда необходимо провести измерения показателей температурного режима разнообразных объектов в сложных местах либо условиях. Например, при помощи такого прибора можно сделать замеры и снять показатели слишком горячих, разогретых твердых предметов, разнообразных ядовитых веществ, открытого пламени.

Кроме того, тестер позволяет измерить температуру разнообразных объектов, находящихся в труднодоступных местах. Стоит отметить, что мультиметр является прекрасной, более дешевой и доступной альтернативой для самостоятельного проведения простых замеров разнообразных объектов, по сравнению с дорогостоящими инфракрасными термометрами, работающими бесконтактным способом.

Чем мультиметр измеряет температуру

Для измерения показателей температуры при помощи мультиметра используется так называемая термопара, которая является своего датчиком холода, а также тепла. Она состоит из двух металлических кусков, которые соединяются между собой при помощи проводников. При нагреве этих металлических кусков до одинакового показателя, по проводнику начинает проходить ток. При этом следует отметить, что чем выше происходит нагрев между металлическими частями термопары, тем соответственно становится выше уровень напряжения.

Благодаря калибровке такой термопары пользователь может получить доступный термометр, который прекрасно подойдет для проведения замеров в агрессивной среде либо в небольших заглублениях, отверстиях. Подавляющее большинство тестеров способны измерять, снимать показатели температуры с объектов в пределах от -40 до 1000°С.

При покупке дешевых и недорогих тестеров, рекомендуется обращать внимание на качество термопары, которой штатно комплектуется устройство. Это обусловлено тем, что бюджетные модели оснащены тонкими проводами, которые при воздействии температуры выше +250°С начинают плавиться.

Как измерить температуру мультиметром

Большинство современных моделей тестеров оснащаются штатной опцией (режимом) измерения показателей температуры. Как правило, такой режим обозначен специальной маркировкой, которая называется – «temp». Для того чтобы сделать замер к тестеру нужно подключить термопару и перевести его в режим работы «temp».

Затем ее кончиком нужно аккуратно прикоснуться к объекту, с которого снимаются показания. После этого все необходимые данные моментально будут отображены на дисплее прибора. Продолжительность контакта устройства с измеряемым объектом должна составлять около 2-3 секунд. Чтобы показания были максимально точными, кончик термопары должен плотно прилегать к измеряемому объекту.

Делать подобные замеры можно практически при помощи любой модели тестера. Однако при покупке такого устройства рекомендуется обращать внимание на его функционал, качество сборки. Лучше всего приобретать приборы, рассчитанные на замер широкого диапазона температуры, которые штатно, производителем оснащаются таким режимом измерения.

Только в этом случае пользователю не придется вносить никаких корректировок в работу устройства. Качественное устройство обладает таким функционалом как измерение уровня напряжения, снятие показателей силы тока в цепи, а также сопротивления.

Как работает термопара

Многие тестеры «умеют» измерять температуру. Для этого они оснащены термопарой, которая представляет собой комплект – два длинных провода и термоэлектрический датчик. Некоторые приспособления подходят для высокотемпературных режимов, больший порог которых составляет около 1000°С.

Для измерения необходимо прикоснуться кончиком термопары для тестера к поверхности интересующего объекта. Спустя несколько секунд данные о температуре появятся на дисплее. Термопара для мультиметра подключается через гнездо на корпусе. Это один из самых удобных измерительных приборов, работающих в высокотемпературных режимах.

Основные моменты

Мультитметр используют в качестве термометра, если надо провести измерения температуры в сложных условиях – открытое пламя, ядовитые вещества, трудный доступ к объекту, слишком горячий объект.

Многие мультиметры обладают встроенной функцией измерения температуры. В этом случае пользоваться прибором несложно, так как не придется вносить никаких изменений в его конструкцию, достаточно только разобраться, какой режим выбрать.

Обычно этот режим промаркирован буквами «temp», а в комплекте с мультиметром идет термопара, представляющая собой провод с датчиком. Для подключения термопары на корпусе предусмотрено два гнезда.

Большинство тестеров способно работать с температурой от -40 до 1000 градусов по Цельсию. Если вы приобрели недорогой мультиметр, стоит обратить внимание на то, какая термопара идет в комплекте.

Дело в том, что большинство мультиметров имеют достаточно тонкие провода, которые могут оплавиться при воздействии на них температур свыше 250 °C. Надо также обращать внимание на то, возможно ли измерение температуры жидкостей или только газов.

Если вы собираетесь работать с высокими температурами, то штатную термопару лучше сменить на специальную, конструкция которой рассчитана на измерения в более сложных условиях.

Для некоторых приборов потребуется использовать специальный переходник, так как мультиметры имеют одинарные входы, а профессиональная термопара – миниатюрную вилку. После подключения термопары необходимо выбрать режим измерения температуры: он может быть в градусах по Цельсию или Фаренгейту.

Для того чтобы узнать, какая температура, необходимо коснуться кончиком термопары интересующего объекта. Данные сразу же появятся на электронном дисплее.

Длительность контакта с объектом составляет всего 2-3 секунды, для точности измерений контакт должен быть плотным. Проверить правильность работы мультиметра можно, сравнив его показания с показаниями термометра. Важно также следить за полярностью подключения термопары.

Измерения высокой температуры термопарой

В дальнейших измерениях больше нельзя было использовать ртуть ввиду высоких температур, поэтому эталонной точкой стал MAX2000.

Подготовим нагревательную плиту в виде перевернутого утюга и проверим тепловизором распределение температуры, чтоб правильно выбрать область измерения. Установим все термоэлементы и прижмём их куском жаростойкой пены сверху и грузом. Все это для обеспечения равных условий измерения для всех термопар.

Проверку делали в диапазоне температур до 160 градусов.

Результаты измерений сведены в электронную таблицу, но было очевидно сразу, что TM-902C и Richmeters 409B не могут обеспечить слишком высокую точность (мягко говоря).

Во время измерений также замечено, что термопара от Aneng обладает огромной тепловой инерцией и требует длительного времени для стабилизации показаний. Вот почему с ним пришлось повторить серию измерений, но на этот раз с другой термопарой. В таблице обозначена как «AN8009 2». На графике показана ошибка измерения, выраженная в процентах в отношении эталонного мультиметра, то есть MAX2000.

Полезное: Motor Shield: плата расширения к Ардуино

Без специального режима

Существует ли возможность измерить температуру мультиметром, не имеющим для этого специального режима? Оказывается, это действительно можно сделать, но потребуется немного модернизировать прибор.

Нужно приобрести микросхему ЛМ-35, с ее помощью показатели температуры будут превращены в напряжение, и прибор сможет распознать данные, но укажет их в Вольтах. Например, 0,30 Вольт нужно будет понимать как 30 градусов Цельсия.

Использование микросхемы не требует сложного вмешательства в конструкцию прибора и позволяет использовать любой мультиметр для измерения температуры.

Для того чтобы микросхема работала, вам потребуется:

• три провода, которые можно будет подключить к 10-омному выходу прибора;
• отдельный источник питания не менее 4 Вольт, то есть 2 плоских батарейки.

Если надо измерить не только положительную, но и отрицательную температуру, потребуется также подключение источника опорного напряжения.

Сама микросхема подключается просто. Она имеет три разъема для проводов плюсового, минусового значения и выходной датчик. Такой подход позволит преобразовать любой мультиметр, сделав его более функциональным, при этом конструкция обойдется недорого.

Проверка датчика температуры тестером

Вопрос, как проверить датчик температуры тестером, достаточно актуален для автомобилистов. Для того чтобы провести необходимые измерения, можно использовать любой мультиметр, кроме этого, потребуется снять сам датчик и приготовить чайник с водой.

Датчик нужно будет погрузить в кипящую воду (температура жидкости всегда составляет 100 °C). Провода, отходящие от датчика, удобнее всего закрепить крокодилами и подключить к измерительному прибору.

После этого мультиметр нужно установить в режим измерения сопротивление тока.

Если показания сопротивления датчика при воздействии на него температуры в 100° не превышают 210 Ом, то датчик можно смело менять, так как его показания некорректны. При таком сопротивлении датчика вы столкнетесь с тем, что ваше авто будет регулярно закипать.

Использовав мультиметр, вы избавитесь от необходимости разбирать головку цилиндра и проводить сложные ремонтные действия, быстро выявив причину неисправности в домашних условиях. Вы также сможете выбрать тот датчик, который будет корректно отображать данные.

Метки: переделка вольтметра в термометр, lm35, датчик температуры, своими руками

Комментарии 14

Я так и не понял, как же в итоге он работает в друхпроводной схеме без внешнего питания?

Очень просто, вывод adj не используется.В схеме как двухвыводной стабилитрон.А если нужна повышенная точность, то включается с калибровкой выходного напряжения, вот этот вывод adj на переменное сопротивление.

В мультитрониксе разве не двухвыводный датчик?

Андрик1969 должен это у себя установить в машине.Так всякой хрени ненужной натыкано, а вот термометра нет пока.

Андрик1969 должен это у себя установить в машине.Так всякой хрени ненужной натыкано, а вот термометра нет пока.

Как нет? Под зеркалом два стоит, оди температуру масла через щуп, второй хз)

Так я про такой, он туда китай воткнул, готовый, надо чтоб такой замутил, а мы в очередной раз посмеемся))).

Лучше питать через стабилизатор тока, на 1мА

На моем Мультитроникс VC731 двухпроводной датчик, знач термистор установлен. К слову сказать, врет ужасно. Спасибо за наводку, возможно переделаю с добавлением внешнего питания и этого датчика

Для VC731 датчиком является как раз LM335Z. Включен по двухпроводной схеме. Заводская заделка за пару лет отгнивает на ура и датчик начинает врать безбожно. Если заделка хорошая, то точность показаний датчика вполне удовлетворительная. Себе заделываю, заливая выводы после пайки герметиком. Еще одной причиной искаженных показаний температуры является неисправность VC731: сдыхает ИМС стабилизатора на 3,3v. Лечение описано в тырнете (копеечное). Если сдохла ИМС стабилизатора кроме показаний температуры воздуха, будут искажены показания напряжения бортсети и Датчика Уровня Топлива (вранье ДУТ впрочем, можно и не заметить).

Какой прибор выбрать

В принципе, возможно измерение температуры любым мультиметром, однако есть несколько важных нюансов. Перед покупкой нужно обратить внимание не только на цену, но и на качество.

Будет гораздо удобнее, если мультиметр изначально рассчитан на измерение разных диапазонов температуры и имеет специальный режим для этого. Тогда не придется дорабатывать его, используя дополнительные устройства.

Чем выше функциональность устройства, тем оно удобнее и полезнее в применении. Приобретать прибор лучше в проверенном магазине, так как достаточно много продукции даже известных фирм подделывается, не говоря уже о недобросовестных производителях, предлагающих товар низкого качества.

Лучше немного переплатить, однако иметь гарантию надежности купленного тестера.

К стандартным функциям устройств относится возможность измерять напряжение, сопротивление, силы тока постоянного и переменного.

Большинство моделей позволит прозвонить цепь. От того, какой у тестера дисплей, часто зависит цена. Если это обычный экран с цифрами, прибор обойдется дешевле, чем аналог с полноценным цветным дисплеем и возможностью управления через него.

Выбор мультиметров довольно широк. Всегда можно подобрать подходящий аппарат, исходя из функциональности, цены и качества. Прибор станет незаменимым во многих ситуациях, поможет проверить не только состояние проводки, но и многих деталей различных электроприборов.

Использование мультиметра для проверки термопары котла и колонки

В частных домах и квартирах, где проведен газ, помимо кухонных печей часто встречаются и газовые котлы для обеспечения горячего водоснабжения и отопления. Большая часть отопительной и бытовой газовой техники имеет в своей конструкции термопару, которая защищает устройство от перегрева, что в свою очередь обеспечивает безопасность эксплуатации подобной техники.

Что такое термопара?

В конструкцию термопары входят два разнородных проводника, которые непосредственно контактируют между собой в одной или нескольких точках (в редких случаях соединяются компенсационными проводами). Когда на участке датчика происходит изменение температуры, внутри устройства создается напряжение.

За счет этого осуществляется контроль температуры и защита от перегрева. Также термопары могут применяться для конвертации тепловой энергии в другие виды энергии, в том числе и в электрический ток.

Главные характеристики термоэлектрического преобразователя напрямую зависят от материала, из которого они производятся. Любой термодатчик сделанный из двух разных металлов будет вырабатывать электрический потенциал под воздействием температуры, но для каждой комбинации металлов температура срабатывания будет разной. За счет этого термопары различаются по уровню контроля температуры.

Видов терморегуляторов большое множество, но важным будет их устойчивость к коррозии. В тех моделях термоэлектрических преобразователях, где температурный датчик находится на достаточном удалении от измерительного прибора, в конструкции для их соединения применяют расширительную проводку, благодаря чему снижается стоимость устройства.

Большинство термопар при производстве стандартизируют по эталону температуры, который составляет 0 градусов Цельсия. Большинство производителей применяют технологии электронной компенсации холодной спайки, за счет чего производится корректировка перепадов температуры на клеммах устройства.

Также за счет специальной электротехники можно сводить к минимуму отклонение других характеристик, что делает термопары более точными, а измерения максимально приближенными к действительности.

Термоэлектрические преобразователи получили большое распространение как в бытовой, так и в промышленной нагревательной технике. Эти простые, но полезные устройства можно найти в конструкции газовой колонки, кухонной печи, промышленной печи, газовой турбины выхлопных газов, дизельного двигателя и т. д.

Проверка термопары

Иногда случается, что газовый котел перестает стабильно работать и причин этому может быть много, но зачастую, самой распространенной является неисправность термопары. Первым признаком неисправности газового котла чаще всего становится проблема с кнопкой на магнитной коробке, а точнее она не фиксируется во время работы котла. В большинстве случаев хозяева газовых котлов в подобной ситуации попросту фиксируют кнопку в нажатом положении при помощи скотча или изоляционной ленты. Но, во-первых это решает проблему только временно, а во-вторых такой метод может привести к непредсказуемым последствиям, например, к полному выходу из строя газового котла или к несчастному случаю.

Если такая проблема с кнопкой начала проявляться, следует сразу принимать меры к ее устранению. В первую очередь необходима проверка терморегулятора. Есть простой метод, как проверить термопару мультиметром:

1. Для начала необходимо отключить газовый котел от электросети и газопровода для обеспечения безопасности во время выполнения ремонтных работ.
2. На одном конце термопары находится термодатчик, а вторым концом при помощи гайки термопара крепиться к электромагнитному клапану.
3. Гайка откручивается от клапана, и термопара снимается с газового котла.
4. Далее необходимо нагреть датчик термоэлектрического преобразователя над источником стабильного огня (например, газовая конфорка кухонной плиты или свеча). Датчик необходимо держать на высоте примерно 1 см от пламени.

Внимание! При нагреве датчика, корпус термоэлектрического преобразователя может нагреться до середины. При нагреве термопары стоит использовать перчатки для защиты рук от ожогов.

Также в случаях, когда напряжение термоэлектрического преобразователя не превышает 18 мВ, он может быть все же исправным. Необходимо подвигать терморегулятор в пламени и провести замер щупами для мультиметра еще раз. Оптимальное значение электрического напряжения для стабильной работы электромагнитного клапана является 20-25 мВ. Но даже при 18 мВ клапан может продолжать работать без выбивания. Кнопка будет постоянно выключаться при значении напряжения меньше 16-17 мВ.

Самый распространенный тип поломки термопары это прогорание термодатчика.

Если при визуальном осмотре на поверхности датчика видна глубокая черная вмятина или дырка (прогар), то термоэлектрический преобразователь необходимо заменить. Прогорание термоэлектрических преобразователей случается в газовых котлах любого производителя, что является нормально практикой в их эксплуатации.

Также для повышения напряжения в термопаре, а, следовательно, и повышения чувствительности электромагнитного клапана, отверстие запальника специально дополнительно увеличивали. Это приводит к повышению напряжения до значения 30 мВ, но срок эксплуатации терморегуляторов в таких условиях снижается.

Термопара типа K с бананами для подключения

Подобные термопары чаще продаются с другим типом разъёма, предназначенным для специальных измерителей температуры с таким разъёмом, либо для каких-то ещё целей. Поэтому найти такой вариант по хорошей цене сложнее. Мне подобный датчик понадобился для доукомплектации моего старенького мультиметра Mastech M-838, в котором есть функция измерения температуры. Старый датчик я потерял.

Термопара пришла в простой упаковке, на обратной стороне перечислены основные параметры и отличия различных вариантов исполнения. Этот вариант — TP-01A. Длина провода около 1 метра, бананы хорошо подходят под типовые разъёмы мультиметров.

Термопара отлично подошла. Проверил на кипящей воде — показания скачут от 99 до 101 градусов. Можно считать, что термопара подходит для этого мультиметра. Если бы термопара не подошла к моему мультиметру, она всё равно пригодилась бы в моих поделках, данные снимать с неё несложно.

В отличие от пассивных термо-элементов, например термо-резисторов, меняющих свои характеристики в зависимости от температуры, термопара сама создаёт ЭДС на своих контактах, и её достаточно просто преобразовать в конечные данные за счёт того, что зависимость этой ЭДС от температуры близка к линейной. В данном случае изменение температуры на 1°C приводит к изменению ЭДС на 41 мкВ, причём при 0°C ЭДС также равна 0. Например, при 100°C ЭДС на выводах термопары будет 100°C * 41 мкВ/°C = 0,0041 В.

Единственное неудобство, замеченное мной на практике, это то, что ЭДС довольно мала, а значит при её считывании могут возникнуть проблемы с шумами и наводками. Например, в моём паяльнике с функцией поддержания температуры, в котором применяется подобная термопара, шумы появляются в схеме, задающей опорное напряжение (порядка 10 мВ) для сравнения с показаниями термопары, что приводит к проблемам с формированием чёткого сигнала включения и выключения нагрузки.

В таком исполнении термопара предназначена для измерения только воздуха, практически никакой защиты ни самой термопары, ни выводов не предусмотрено. Есть вариант такого датчика для измерения температуры жидкостей и более горячего воздуха, в нём термопара помещена в герметичную гильзу со специальным наполнителем.

Термопара в таком простейшем варианте не предназначена для измерения температуры поверхностей, так как сложно обеспечить надежный тепловой контакт с измеряемой поверхностью и полный прогрев рабочей части термопары, которая является, по сути, спаем двух металлов в виде небольшого шарика. Также, полагаю, есть ограничение на использование со многими жидкостями из-за проблем с окислением и проводимостью, здесь лучше выбрать другой вариант исполнения — TP-02, TP-03, TP-04 и т.п.

Предельная температура для этого типа термопары — 1100 °C длительно и до 1300°C кратковременно, но из-за особенностей исполнения реальный предел намного ниже — всего 400°C, дальше, например, будет оплавляться изоляция. Возможно, есть и другие побочные эффекты. Я кратковременно разогревал эту термопару газовой горелкой примерно до 1000°C без каких-либо последствий, хотя в процессе термопара раскалилась. Нижний предел у датчика — -50°C.

Найти в магазинах можно по фразе «thermocouple banana», мне обошлась в 1 доллар на AliExpress. К сожалению, не нашёл более привлекательной цены даже для мелкого опта, так что повсеместное применение в собственных поделках может оказаться экономически неоправданным, терморезисторы, например, на порядок-два дешевле, и могут решать схожие задачи в большинстве бытовых задач.

Нормы для детей

Температура тела у маленьких детей вообще плохо контролируется организмом и зависит от множества внешних факторов, даже обычного перегрева. К примеру, во время сна температура тела ребенка выше, чем когда он бодрствует. Зависит результат и от способа измерения. Температура во рту считается нормальной для детей, если она не превышает 37,1 градуса. В это же время измерение подмышкой покажет привычные всем 36,6, а вот норма измерения в заднем проходе будет намного выше и обычно составляет на полградуса выше, чем во рту. Поскольку многие родители измеряют температуру грудничкам именно ректально, об этом надо знать.

Существуют и специальные градусники-соски, которые настроены так, чтобы сразу показывать температуру тела малыша, как и при аксиллярном измерении.

Сравнение термопары с термистором

Теперь возвращаемся к термистору NTC 10k с неизвестным B и попробуем выяснить, что с ним и как. При выполнении всех операций получена следующая диаграмма: Вертикальная ось — логарифмическая шкала. Где надпись «zm.» это эмпирические данные (реальные измерения). Вот почему всё выглядит так красиво линейно. Измерения проводились каждый 1 градус. Это красная линия и теоретически рассчитанная B = 3984. Было куплено несколько подобных, затем измерили их тоже.

Как видите — теория совпала с практикой. Красная линия совпадает с серой, которая показывает измерения купленного термистора с известным B = 3984, но отличается от измерений термистора, купленного с B = 3988, или теоретической кривой для B = 3430.

Как температура измеряется мультиметром, как проверить датчик температуры тестером

Мультиметры – универсальные приборы для измерения различных показателей электрооборудования. Чаще всего они применяются для работы электриками, однако иногда с их помощью проводят измерение температуры. Это возможно, если прибор имеет соответствующие функции, или есть возможность приладить к нему микросхему.

Основные моменты

Мультитметр используют в качестве термометра, если надо провести измерения температуры в сложных условиях – открытое пламя, ядовитые вещества, трудный доступ к объекту, слишком горячий объект.

Многие мультиметры обладают встроенной функцией измерения температуры. В этом случае пользоваться прибором несложно, так как не придется вносить никаких изменений в его конструкцию, достаточно только разобраться, какой режим выбрать. Обычно этот режим промаркирован буквами «temp», а в комплекте с мультиметром идет термопара, представляющая собой провод с датчиком. Для подключения термопары на корпусе предусмотрено два гнезда.

Большинство тестеров способно работать с температурой от -40 до 1000 градусов по Цельсию. Если вы приобрели недорогой мультиметр, стоит обратить внимание на то, какая термопара идет в комплекте. Дело в том, что большинство мультиметров имеют достаточно тонкие провода, которые могут оплавиться при воздействии на них температур свыше 250 °C. Надо также обращать внимание на то, возможно ли измерение температуры жидкостей или только газов.

Если вы собираетесь работать с высокими температурами, то штатную термопару лучше сменить на специальную, конструкция которой рассчитана на измерения в более сложных условиях.

Для некоторых приборов потребуется использовать специальный переходник, так как мультиметры имеют одинарные входы, а профессиональная термопара – миниатюрную вилку. После подключения термопары необходимо выбрать режим измерения температуры: он может быть в градусах по Цельсию или Фаренгейту.

Для того чтобы узнать, какая температура, необходимо коснуться кончиком термопары интересующего объекта. Данные сразу же появятся на электронном дисплее.

Длительность контакта с объектом составляет всего 2-3 секунды, для точности измерений контакт должен быть плотным. Проверить правильность работы мультиметра можно, сравнив его показания с показаниями термометра. Важно также следить за полярностью подключения термопары.

Без специального режима

Существует ли возможность измерить температуру мультиметром, не имеющим для этого специального режима? Оказывается, это действительно можно сделать, но потребуется немного модернизировать прибор. Нужно приобрести микросхему ЛМ-35, с ее помощью показатели температуры будут превращены в напряжение, и прибор сможет распознать данные, но укажет их в Вольтах. Например, 0,30 Вольт нужно будет понимать как 30 градусов Цельсия.

Использование микросхемы не требует сложного вмешательства в конструкцию прибора и позволяет использовать любой мультиметр для измерения температуры. Для того чтобы микросхема работала, вам потребуется:

• три провода, которые можно будет подключить к 10-омному выходу прибора;
• отдельный источник питания не менее 4 Вольт, то есть 2 плоских батарейки.

Если надо измерить не только положительную, но и отрицательную температуру, потребуется также подключение источника опорного напряжения.

Сама микросхема подключается просто. Она имеет три разъема для проводов плюсового, минусового значения и выходной датчик. Такой подход позволит преобразовать любой мультиметр, сделав его более функциональным, при этом конструкция обойдется недорого.

Проверка датчика температуры тестером

Вопрос, как проверить датчик температуры тестером, достаточно актуален для автомобилистов. Для того чтобы провести необходимые измерения, можно использовать любой мультиметр, кроме этого, потребуется снять сам датчик и приготовить чайник с водой. Датчик нужно будет погрузить в кипящую воду (температура жидкости всегда составляет 100 °C). Провода, отходящие от датчика, удобнее всего закрепить крокодилами и подключить к измерительному прибору. После этого мультиметр нужно установить в режим измерения сопротивление тока.

Если показания сопротивления датчика при воздействии на него температуры в 100° не превышают 210 Ом, то датчик можно смело менять, так как его показания некорректны. При таком сопротивлении датчика вы столкнетесь с тем, что ваше авто будет регулярно закипать. Использовав мультиметр, вы избавитесь от необходимости разбирать головку цилиндра и проводить сложные ремонтные действия, быстро выявив причину неисправности в домашних условиях. Вы также сможете выбрать тот датчик, который будет корректно отображать данные.

Какой прибор выбрать

В принципе, возможно измерение температуры любым мультиметром, однако есть несколько важных нюансов. Перед покупкой нужно обратить внимание не только на цену, но и на качество. Будет гораздо удобнее, если мультиметр изначально рассчитан на измерение разных диапазонов температуры и имеет специальный режим для этого. Тогда не придется дорабатывать его, используя дополнительные устройства.

Чем выше функциональность устройства, тем оно удобнее и полезнее в применении. Приобретать прибор лучше в проверенном магазине, так как достаточно много продукции даже известных фирм подделывается, не говоря уже о недобросовестных производителях, предлагающих товар низкого качества. Лучше немного переплатить, однако иметь гарантию надежности купленного тестера.

К стандартным функциям устройств относится возможность измерять напряжение, сопротивление, силы тока постоянного и переменного.

Большинство моделей позволит прозвонить цепь. От того, какой у тестера дисплей, часто зависит цена. Если это обычный экран с цифрами, прибор обойдется дешевле, чем аналог с полноценным цветным дисплеем и возможностью управления через него.

Выбор мультиметров довольно широк. Всегда можно подобрать подходящий аппарат, исходя из функциональности, цены и качества. Прибор станет незаменимым во многих ситуациях, поможет проверить не только состояние проводки, но и многих деталей различных электроприборов.

Как измерить электрическое сопротивление.

Красный щуп подключается к среднему разъему мультиметра, черный — к нижнему(COM). С левой стороны, ниже сектора DCV расположены пять пределов измерения электрического сопротивления:

1. 2000 к — от 0 до 2000 килоОм(2 мегоОма). 2. 200 к — от 0 до 200 килоОм. 3. 20 к — от 0 до 20 килоОм. Используя эти пределы, проводят измерение электрического сопротивления постоянных резисторов, подстройку переменных, прозвонку высокоомных обмоток соленоидов миниатюрных реле.

4. 2000 Ом(2коОм) — от 0 до 2000 Ом. Этот предел идеально подходит для проверки целостности катушек различных реле, пускателей и электромагнитов.

5. 200 Ом — от 0 до 200 Ом. Низкоомный предел подходит для проверки эл. лампочек накаливания, обмоток эл. двигателей, электромагнитных муфт. А так же, нагревательных элементов бытовых чайников, бойлеров, утюгов.

Например, нам необходимо проверить целостность электрической лампочки накаливания. Ставим переключатель режимов на предел 200 Ом — на дисплее видим цифру 1 в крайнем левом регистре, символизирующую бесконечно большое сопротивление. Одновременно касаемся одним щупом верхней части контактного цоколя, другим — нижней его части.

Если лампа исправна, мультиметр покажет сопротивление от 1 до 100 Ом — в зависимости от ее рабочего напряжения и мощности. В частности, лампа накаливания 100 Ватт 220 вольт имеет сопротивление около 40 Ом, в холодном состоянии. Если лампа не исправна — мультиметр не покажет никакого сопротивления.

Приставка к мультиметру на датчике LM35 и переделка вольтметра в термометр

Обычно в недорогих мультиметрах отсутствует функция измерения температуры. Но этот недостаток легко и недорого можно устранить, при том еще очень быстро. Получим довольно точный приборчик для измерения температуры состоящий всего из нескольких радиодеталей. Основу будет составлять специальная микросхема типа LM35 полученная с Алиэкспресс (цена примерно 30р).

Этот датчик темпратуры выглядит как обычный транзистор в пластмассовом корпусе ТО92(бывает исполнение в других корпусах: ТО-46, TO-220 и SO). Температуру она может измерить от -55 до +150°C.

Благодаря практически линейной зависимости температуры от выходного сигнала обеспечиваются довольно точные показания. Например—при +20°C на выходе датчика будет 200 мВ, а при +100°C-1000 мВ. Схема использования LM35 при измерении температуры от +2 до+150°C.

Схема использования LM35 при измерении температуры от -55 до+150°C.

Для изготовления этой самоделки понадобятся: — датчик LM35 -1шт; — тестер -1шт; — подстроечный многооборотный резистор любой от 10 кОм до 100 кОм – 1 шт; — макетная плата; — металлический корпус от конденсатора МБМ или металлическая трубка -1шт; — силиконовый герметик; — батарейка «Крона» или любая на напряжение от 3 В; — цифровой вольтметр-1шт; — соединительные провода ; — паяльник; — клемник. Шаг 1.Сборка приставки к тестеру. Будем собирать основную плату электронного термометра.

От макетной платы отрежем кусок нужного размера, чтобы разместилась батарейка, клемник и подстроечный резистор. Можно сделать и печатную плату или произвольно распаять схему на любом диэлектрическом материале.

Шаг 2. Настройка и проверка приставки. Подключаем питание и подстроечным резистором настраиваем показания по другому термометру. Мультиметр включен на предел измерения 200 мВ. Далее сравнил показания поместив датчик в холодную и горячую воду. Разница оказалась в десятые доли градуса.

На этом настройка закончена, можно пользоваться термометром LM35 как приставкой к тестеру.

Шаг 3. Переделка вольтметра в термометр. Также можно применить эту приставку как базовую и сделать электронный цифровой термометр из электронного вольтметра.

Он был включен по двухпроводной схеме- подключаем к источнику напряжения и он питается от него и показывает значение напряжения. Нужно переделать его на трехпроводную схему-питание отдельно и измерительный вход отдельно. Это сделать просто, надо удалить резистор R3 (сопротивление 0 Ом). Это даст еще возможность (если применять вольтметр по его прямому назначению) расширить предел измерения. По двухпроводной схеме включения пределы измерения от 4 до 30 В, по трехпроводной составит от 0 до 100 В.

Припаиваем выход температуры из приставки на LM35 к процессору (в точку указанной в фото). Заклеиваем горящюю точку на вольтметре черной изолентой, после второй цифры вольтметра наклеиваем белую точку.

Остается подстроечным резистором выставить реальную температуру на вольтметре. Также проверим показания по образцовому термометру.

Последним шагом изготовления самоделки будет размещение в подходящем корпусе. Нашел небольшую распредкоробку – в нее как раз уместилась и платка и вольтметр. Наружу выходят провода датчика и питания. Можно запитать схему и от аккумулятора и разместить его в корпусе, тогда прибор будет полностью автономен.

Датчик LM35 имеет большую сферу применения. Он применяется в бортовых компьютерах автомобилей, в терморегуляторах, прекрасно сочетается с Ардуино. Все зависит от ваших потребностей и фантазий.

В видео подробней показано как сделать приставку для бюджетного тестера и переделать вольтметр в термометр.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

принцип работы, как проверить мультиметром, устройство и как работает, что это такое

Термопара для газового котла имеет простую конструкцию, поэтому ее достаточно легко ремонтироватьГазовый котел – это сложная конструкция, которая нуждается в дополнительных комплектующих. Особенно важны в этом устройстве части, контролирующие его работу и защищающие от перегрева. Одним из самых важных составляющих газового котла является термопара. Давайте разберемся, что она собой представляет и как отремонтировать ее своими руками.

Что такое термопара для газового котла

Чтобы понять, как работает термопара, нужно сначала определиться, что она собой представляет. Только в этом случае вы сможете поменять ее в случае неисправности и проверить ее работу.

Термопара – это элемент не только газового котла, но и колонки. Именно благодаря ней обеспечивается безопасность работы газового оборудования.

Вы можете найти ответ на вопрос: «Что такое термопара?», в специальных документациях. Однако мы предлагаем вам объяснение устройства этого элемента простым языком.

Что такое термопара:

1. Термопара представляет собой устройство контроля за оборудованием. Она состоит из двух проводников разного типа.
2. Проводники термопары обязательно должны контактировать между собой. Такой контакт обеспечивается в одной или двух точках устройства.
3. Благодаря разнотипности проводников в термопаре, нагреваясь, они создают между собой напряжение. Это напряжение учитывается в процессе работы газового котла.
4. Именно благодаря проводникам и их характеристикам, вам не придется применять внешнее возбуждение газового котла. Эти детали могут питаться автономно.

Таким образом, термопара является датчиком контроля температуры в котле. Она имеет очень простое устройство, за счет этого обеспечивается ее универсальность.

Термопара для газового котла может отличаться по длине и толщине трубки

Есть лишь одно правило касательно выбора термопары. При покупке подобного устройства нужно обращать внимание на качества фиксации точек соединения проводников. Если данный параметр выполнен не качественно, то устройство может давать погрешность больше чем в один градус. Это недопустимый показатель для газового оборудования.

Как работает термопара

Если вы хотите научиться ремонтировать и находить неисправность в термопаре, нужно сначала разобраться в принципе ее работы и понять, как она устроена.

На самом деле, в ремонте термопары нет большой необходимости. Это устройство имеет весьма доступную цену, что делает возможным ее частую замену.

Итак, как устроена термопара мы уже разобрались. Она состоит из двух соединенных в одной или нескольких точках проводников. Выглядит это устройство как толстый металлический провод с утолщениями на концах. Утолщения – это проводники, а сам провод состоит из хромеля и алюминия.

Принцип работы термопары:

• Соединенные между собой разнородные металлы, а точнее их место соединения, нагреваются до определенной температуры;
• На холодных концах этих металлов образуется напряжение;
• К концам проводников подключается измерительный прибор, и цепь замыкается;
• Из-за возникшего напряжения, в катушке электромагнитного клапана возникает индукция;
• Благодаря этому клапан-отсекатель открывается и удерживается в открытом состоянии.

Если объяснять, как мы видим то, как работает термопара, то принцип ее работы будет следующим: мы нажимает на шток электромагнитного клапана, открывая его вручную, запальник получает порцию газа, от чего разгорается, в это время находящиеся над ним концы термопары разогреваются, через полминуты этот элемент начинает вырабатывать напряжение и клапан открывается, можно отпускать шток.

Преимущества термопары для котла

Термопара присутствует во всех газовых нагревательных оборудованиях. Она есть и в колонках и в котлах. При этом, раньше данный элемент в котлах не использовался и они вполне обходились без него. Почему сейчас без этого элемента не обходится ни один газовый котел?

Сама термопара стоит недорого, а вот провода, установленные между панелью и термопарой, имеют более высокую стоимость, чем остальные элементы прибора.

Свою популярность термопара получила благодаря большому количеству преимуществ ее использования. Ведь только с появлением этого устройства, производители смогли обеспечить безопасный и качественный электророзжииг.

Преимущества использования термопары:

• Несмотря на то, что термо пара является датчиком контроля пламени, она может одновременно являться и тестером температуры;
• Этот элемент газового котла устроен очень просто, в нем нет дополнительных деталей и сложной аппаратуры, такое устройство делает термопару дешевой;
• Данная деталь может выдержать широкий диапазон изменяемых температур;
• Точность термопары находится на высоте, именно поэтому ее можно использовать в таких опасных изделиях, как газовые котлы и колонки;
• Ремонт и установка термопары настолько просты, что с ними справиться даже простой обыватель.

Среди достоинств термопары стоит отметить компактность и небольшую стоимость Несмотря на то, что у термопары масса достоинств, она имеет свои недостатки. Во-первых, связь между температурой нагрева и ростом потенциала не линейная, то есть электрический потенциал не возрастает при росте температуры. Во-вторых, предел роста потенциала достаточно мал. Эти отрицательные качества не влияют на работу оборудования в целом, но при изменении температур, прибор требует качественной калибровки.
Также достоинство термопары – простота и надежность, одновременно является и ее недостатком. Вы спросите как? Дело в том, что если термопара перегорит, а это иногда случается, ее ремонт будет невозможен. В этом случае термопару придется попросту заменить. Кроме того, газовый котел без этого элемента работать не будет. Однако цена термопары вполне приемлема, а ее монтаж достаточно прост.

Как проверить термопару на газовом котле

К сожалению, термопара чаще других деталей газового котла выходит из строя. При этом все оборудование попросту перестает работать. Поэтому при выходе из строя газового котла, первым возникает подозрение, что перегорела именно термопара.

Если у вас вышел из строя газовый котел, то первым делом нужно проверить термопару. Именно этот элемент чаще других становится причиной остановки работы всего оборудования.

Прежде чем отправляться в магазин за новой термопарой, нужно проверить, действительно ли причина поломки оборудования заключается именно в ней. Вы можете сделать это не вызывая мастера самостоятельно. Однако в ходе работы вам придется сделать измерения мултьтиметром, поэтому заранее позаботьтесь, чтобы он у вас был. Его можно приобрести в магазине, или прозвонить своих знакомых и найти его бесплатно.

Проверка на исправность термопары:

1. Разъедините конец термопары с электромагнитным клапаном. Для этого их нужно раскрутить.
2. Снимите с котла термопару. Нагрейте ее конец, который находился над горелкой котла, над свечкой или газовой горелкой;
3. Далее необходимо подождать полминуты и измерить показания на входном контакте с помощью мультиметра. Если они будут меньше 17 милливольт, то в термопаре неисправность.

Вот таким простым способом вы сможете проверить, не в термопаре ли причина остановки работы газового котла. Данная работа проста и не требует много времени. Единственной проблемой в данном случае является поиск мультиметра.

Ремонт термопары или ее замена

В большинстве случаев ремонт вышедшей из строя термопары невозможен. Дело в том, что если это устройство перегорает, то ремонтировать там становится нечего, поэтому мы предлагаем рассмотреть процесс ее замены.

В большинстве случаев любая термопара подходит к самым разным котлам. Все дело в простате ее устройства и универсальности.

Замена термопары – это достаточна простая работа. С ней сможет справиться даже человек, далекий от подобных работ. Поэтому и в этом случае вы можете обойтись без помощи мастера.

Если вы не имеете опыта ремонта термопары, то стоит обратиться к профессионалу

Действия для камены термопары:

1. Термопара устанавливается на газовую магистраль через специальный патрубок, к которому термопара крепится с помощью гайки из меди. Чтобы отсоединить термопару, эту гайку нужно просто раскрутить.
2. Также нужно открутить компрессионный винт. Вы его найдете под кронштейном.
3. Теперь можно снять старую термопару.
4. Чтобы установить новый элемент, нужно завинтить гайку и винт. При этом необходимо проверить, чтобы соединение было герметичным. Если это не так, то используйте керамические или полимерные прокладки.

Как видите замена термопары – это очень простая работа. Главное, чтобы при ваших действиях не пострадали другие части котла, например, отсенатель.

Принцип работы

Термопара — это самый популярный термодатчик, который был открыт в 1822 году немецким физиком Томасом Зеебеком. Именно поэтому принцип работы такого элемента часто называют эффектом Зеебека.

В книгах и учебниках этот эффект описывают так: если спаи проводников имеют неидентичные температуры, то между ними образовывается электрическая сила (термоэдс), значение которой пропорционально разности температур спаев.

Здесь нужно подчеркнуть, что принимать во внимание стоит именно разность температур, а не какой-либо показатель вообще. Кроме того, если оба спая имеют равнозначную температуру, то термоэдс в цепи не возникнет.

Перед тем как приступить к изготовлению термодатчика, нужно подготовить все материалы и инструменты. Электроды термопары состоят из разнородных материалов, для выбора которых нужно определиться с типом изделия и сферой использования.

Типы термодатчиков обозначаются буквами латинского алфавита и имеют свои характеристики. Например, популярная модель TYPE K состоит из сплава хромель-алюмель, а диапазон ее измерений — 200−1200 °C. Произведя несложные расчеты, можно говорить о нелинейности (термоэдс -35 — 32 мкВ/°C), в то время как нелинейность характеристики должна быть наименьшей. В этом случае погрешность при измерениях будет совсем небольшой.

Термопара может располагаться на удаленном расстоянии от самого оборудования. Для этого ее подключают с помощью специального кабеля. Сам кабель делают из тех же материалов, что и термопару. Разница только в диаметре.

Что такое термопара, принцип действия, основные виды и типы

Термопара – это устройство для измерения температур во всех отраслях науки и техники. Данная статья представляет общий обзор термопар с разбором конструкции и принципом действия устройства. Описаны разновидности термопар с их краткой характеристикой, а также дана оценка термопары как измерительного прибора.

Устройство термопары

Принцип работы термопары. Эффект Зеебека

Работа термопары обусловлена возникновением термоэлектрического эффекта, открытым немецким физиком Томасом Зеебеком (Tomas Seebeck) в 1821 г.

Явление основано на возникновении электричества в замкнутом электрическом контуре при воздействии определенной температуры окружающей среды. Электрический ток возникает при наличии разницы температур между двумя проводниками (термоэлектродами) различного состава (разнородных металлов или сплавов) и поддерживается сохранением места их контактов (спаев). Устройство выводит на экран подсоединенного вторичного прибора значение измеряемой температуры.

Выдаваемое напряжение и температура находятся в линейной зависимости. Это означает, что увеличение измеряемой температуры приводит к большему значению милливольт на свободных концах термопары.

Находящийся в точке измерения температуры спай называется «горячим», а место подключения проводов к преобразователю — «холодным».

Компенсация температуры холодного спая (КХС)

Компенсация холодного спая (КХС) – это компенсация, вносимая в виде поправки в итоговые показания при измерении температуры в точке подсоединения свободных концов термопары. Это связано с расхождениями между реальной температурой холодных концов с вычисленными показаниями градуировочной таблицы для температуры холодного спая при 0°С.

КХС является дифференциальным способом, при котором показания абсолютной температуры находятся из известного значения температуры холодного спая (другое название эталонный спай).

Конструкция термопары

При конструировании термопары учитывают влияние таких факторов, как «агрессивность» внешний среды, агрегатное состояние вещества, диапазон измеряемых температур и другие.

Особенности конструкции термопар:

1) Спаи проводников соединяются между собой скруткой или скруткой с дальнейшей электродуговой сваркой (редко пайкой).

ВАЖНО: Не рекомендуется использовать способ скручивания из-за быстрой потери свойств спая.

2) Термоэлектроды должны быть электрически изолированы по всей длине, кроме точки соприкосновения.

3) Способ изоляции подбирается с учетом верхнего температурного предела.

• До 100-120°С – любая изоляция;
• До 1300°С – фарфоровые трубки или бусы;
• До 1950°С – трубки из Al₂O₃;
• Свыше 2000°С – трубки из MgO, BeO, ThO₂, ZrO₂.

4) Защитный чехол.

Материал должен быть термически и химически стойким, с хорошей теплопроводностью (металл, керамика). Использование чехла предотвращает коррозию в определенных средах.

Удлиняющие (компенсационные) провода

Данный вид проводов необходим для удлинения концов термопары до вторичного прибора или барьера. Провода не используются в случае наличия у термопары встроенного преобразователя с унифицированным выходным сигналом. Наиболее широкое применение получил нормирующий преобразователь, размещенный в стандартной клеммной головке датчика с унифицированным сигналом 4-20мА, так называемая «таблетка».

Материал проводов может совпадать с материалом термоэлектродов, но чаще всего заменяется на более дешевый с учетом условий, предотвращающих образования паразитных (наведенных) термо-ЭДС. Применение удлиняющих проводов также позволяет оптимизировать производство.

Лайфхак! Для правильного определения полярности компенсационных проводов и их подключения к термопаре запомните мнемоническое правило ММ — минус магнитится. То есть берём любой магнит и минус у компенсации будет магнитится, в отличии от плюса.

Типы и виды термопар

Многообразие термопар объясняется различными сочетаниями используемых сплавов металлов. Подбор термопары осуществляется в зависимости от отрасли производства и необходимого температурного диапазона.

Термопара хромель-алюмель (ТХА)

Положительный электрод: сплав хромель (90% Ni, 10% Cr).
Отрицательный электрод: сплав алюмель (95% Ni, 2% Mn, 2% Al, 1% Si).

Изоляционный материал: фарфор, кварц, окиси металлов и т.д.

Диапазон температур от -200°С до 1300°С кратковременного и 1100°С длительного нагрева.

Рабочая среда: инертная, окислительная (O₂=2-3% или полностью исключено), сухой водород, кратковременный вакуум. В восстановительной или окислительно-восстановительной атмосфере в присутствии защитного чехла.

Недостатки: легкость в деформировании, обратимая нестабильность термо-ЭДС.

Возможны случаи коррозии и охрупчивания алюмеля в присутствии следов серы в атмосфере и хромеля в слабоокислительной атмосфере («зеленая глинь»).

Термопара хромель-копель (ТХК)

Положительный электрод: сплав хромель (90% Ni, 10% Cr).
Отрицательный электрод: сплав копель (54,5% Cu, 43% Ni, 2% Fe, 0,5% Mn).

Диапазон температур от -253°С до 800°С длительного и 1100°С кратковременного нагрева.

Рабочая среда: инертная и окислительная, кратковременный вакуум.

Недостатки: деформирование термоэлектрода.

Возможно испарение хрома при длительном вакууме; реагирование с атмосферой, содержащей серу, хром, фтор.

Термопара железо-константан (ТЖК)

Положительный электрод: технически чистое железо (малоуглеродистая сталь).
Отрицательный электрод: сплав константан (59% Cu, 39-41% Ni, 1-2% Mn).

Используется для проведения измерений в восстановительных, инертных средах и вакууме. Температура от -203°С до 750°С длительного и 1100°С кратковременного нагрева.

Применение складывается на совместном измерении положительных и отрицательных температур. Невыгодно использовать только для отрицательных температур.

Недостатки: деформирование термоэлектрода, низкая коррозийная стойкость.

Изменение физико-химических свойств железа около 700°С и 900 °С. Взаимодействует с серой и водными парами с образованием коррозии.

Термопара вольфрам-рений (ТВР)

Положительный электрод: сплавы ВР5 (95% W, 5% Rh)/ВАР5 (BP5 с кремнещелочной и алюминиевой присадкой)/ВР10 (90% W, 10% Rh).
Отрицательный электрод: сплавы ВР20 (80% W, 20% Rh).

Изоляция: керамика из химически чистых окислов металлов.

Отмечается механическая прочность, термостойкость, малая чувствительность к загрязнениям, легкость изготовления.

Измерение температур от 1800°С до 3000°С, нижний предел – 1300°С. Измерения проводятся в среде инертного газа, сухого водорода или вакуума. В окислительных средах только для измерения в быстротекущих процессах.

Недостатки: плохая воспроизводимость термо-ЭДС, ее нестабильность при облучении, непостоянная чувствительность в температурном диапазоне.

Термопара вольфрам-молибден (ВМ)

Положительный электрод: вольфрам (технически чистый).
Отрицательный электрод: молибден (технически чистый).

Изоляция: глиноземистая керамика, защита кварцевыми наконечниками.

Инертная, водородная или вакуумная среда. Возможно проведение кратковременных измерений в окислительных средах в присутствии изоляции. Диапазон измеряемых температур составляет 1400-1800°С, предельная рабочая температура порядка 2400°С.

Недостатки: плохая воспроизводимость и чувствительность термо-ЭДС, инверсия полярности, охрупчивание при высоких температурах.

Термопары платинородий-платина (ТПП)

Положительный электрод: платинородий (Pt c 10% или 13% Rh).
Отрицательный электрод: платина.

Изоляция: кварц, фарфор (обычный и огнеупорный). До 1400°С — керамика с повышенным содержанием Al₂O₃, свыше 1400°С — керамику из химически чистого Al₂O₃.

Предельная рабочая температура 1400°С длительно, 1600°С кратковременно. Измерение низких температур обычно не производят.

Рабочая среда: окислительная и инертная, восстановительная в присутствии защиты.

Недостатки: высокая стоимость, нестабильность при облучении, высокая чувствительность к загрязнениям (особенно платиновый электрод), рост зерен металла при высоких температурах.

Термопары платинородий-платинородий (ТПР)

Положительный электрод: сплав Pt c 30% Rh.
Отрицательный электрод: сплав Pt c 6% Rh.

Среда: окислительная, нейтральная и вакуум. Использование в восстановительных и содержащих пары металлов или неметаллов средах в присутствии защиты.

Максимальная рабочая температура 1600°С длительно, 1800°С кратковременно.

Изоляция: керамика из Al₂O₃ высокой чистоты.

Менее подвержены химическим загрязнениям и росту зерна, чем термопара платинородий-платина.

Схема подключения термопары

• Подключение потенциометра или гальванометра непосредственно к проводникам.
• Подключение с помощью компенсационных проводов;
• Подключение обычными медными проводами к термопаре, имеющей унифицированный выход.

Стандарты на цвета проводников термопар

Цветная изоляция проводников помогает отличить термоэлектроды друг от друга для правильного подключения к клеммам. Стандарты отличаются по странам, нет конкретных цветовых обозначений для проводников.

ВАЖНО: Необходимо узнать используемый стандарт на предприятии для предотвращения ошибок.

Точность измерения

Точность зависит от вида термопары, диапазона измеряемых температур, чистоты материала, электрических шумов, коррозии, свойств спая и процесса изготовления.

Термопарам присуждается класс допуска (стандартный или специальный), устанавливающий доверительный интервал измерений.

ВАЖНО: Характеристики на момент изготовления меняются в период эксплуатации.

Быстродействие измерения

Быстродействие обуславливается способностью первичного преобразователя быстро реагировать на скачки температуры и следующим за ними потоком входных сигналов измерительного прибора.

Факторы, увеличивающие быстродействие:

1. Правильная установка и расчет длины первичного преобразователя;
2. При использовании преобразователя с защитной гильзой необходимо уменьшить массу узла, подобрав меньший диаметр гильз;
3. Сведение к минимуму воздушного зазора между первичным преобразователем и защитной гильзой;
4. Использование подпружиненного первичного преобразователя и заполнения пустот в гильзе теплопроводящим наполнителем;
5. Быстро движущаяся среда или среда с большей плотностью (жидкость).

Проверка работоспособности термопары

Для проверки работоспособности подключают специальный измерительный прибор (тестер, гальванометр или потенциометр) или измеряют напряжение на выходе милливольтметром. При наличии колебаний стрелки или цифрового индикатора термопара является исправной, в противном случае устройство подлежит замене.

Причины выхода из строя термопары:

1. Неиспользование защитного экранирующего устройства;
2. Изменение химического состава электродов;
3. Окислительные процессы, развивающиеся при высоких температурах;
4. Поломка контрольно-измерительного прибора и т.д.

Преимущества и недостатки использования термопар

Достоинствами использования данного устройства можно назвать:

• Большой температурный диапазон измерений;
• Высокая точность;
• Простота и надежность.

К недостаткам следует отнести:

• Осуществление постоянного контроля холодного спая, поверки и калибровки контрольной аппаратуры;
• Структурные изменения металлов при изготовлении прибора;
• Зависимость от состава атмосферы, затраты на герметизацию;
• Погрешность измерений из-за воздействия электромагнитных волн.

Термометр сопротивления — датчик для измерения температуры: что это такое, описание и виды

Что такое тензодатчик, типы тензометрических датчиков, схема подключения и их применение

Что такое люминесцентная лампа и как она работает?

Что такое частотный преобразователь, основные виды и какой принцип работы

Как правильно проверить термопару мультиметром

Термопары (ТП) функционируют во многих тепловых процессах в качестве первичных датчиков температуры автоматической системы безопасности и регулирования. На объектах бытовой теплоэнергетики они устанавливаются для защиты горелок от отрыва пламени на газовых котлах, колонках и плитах, для приготовления пищи.

Они работают в высокотемпературной зоне газового факела, в связи с чем могут выходить из строя. При этом автоматика безопасности мгновенно отключает газоиспользующее оборудование. Для того, чтобы обеспечить безаварийную и продолжительную работу газовых плит, колонок и котлов, необходимо исключить ложное срабатывание защиты, а так же требуется знать, как проверить термопару мультиметром. В домашних условиях это возможно выполнить без проблем.

Что такое термопара

Термопара — это устройство, состоящее из спаянных разнородных проводников или полупроводников, образующих единую электроцепь. ТП работает на базе термоэлектрического эффекта, известного как «эффект Зеебека».

Эффект, когда два спаянных разнородных металла при определенной температуре генерируют напряжение, пропорциональное полученной тепловой энергии. Чем выше температурный напор в точке спая, тем больше термопара вырабатывает Э.Д.С.

Конструкция

Эффективность работы и высокая точность срабатывания данного первичного датчика температур базируется на простом принципе.

Его работа обеспечена такими основными элементами конструкции:

1. Спай термопары из 2-х разнородных проводников. Иногда вместо проводников могут быть установлены полупроводники.
2. Изолированные проводники, составляющие цепь от места спайки до точки вывода сигнала к внешним токоприемникам.
3. Экранирующее защитное покрытие — металлическая трубка, закрывающая провода цепи от воздействия открытого огня в газовом факеле.

Важно! В состав спая могут быть включены как цветные, так и благородные металлы. В зависимости от этого термопары группируются по нескольким модификациям, характеристика которых представлена ниже.

Принцип работы

Термопара устанавливается в измеряемую зону с высокой температурой. Сплав металлов нагревается до рабочей температуры. Между холодными и горячими соединениями в цепи образуется напряжение. К холодным выводам термопары подключается токоприемник или измерительный прибор, тем самым замыкая цепь. Возникшее напряжение в катушке газового клапана-отсекателя электромагнитного типа создает индукцию, в связи чем он открывается и пропускает газ к горелке.

Для того, чтобы запустить котел или газовую колонку, вначале в ручном режиме потребуется нажать на шток. Начнется пропуск газа к горелке и пьезозапальник подожгет факел. В течении 30 сек будет происходить разогрев термопары. При выработке термопарой рабочего напряжения, электромагнитный клапан будет удерживаться этим напряжением в открытом положении. После того, как газ перестанет попадать в топку или произойдет аварийный отрыв факела от горелки, спай термопары остывает и прекращается подача напряжения на газовый клапан, который закрывается, тем самым отсекая подачу топлива в котел или газовую колонку.

Справка. По этому принципу функционирует система безопасности не только в бытовых газовых установках, но и на мощных энергетических станциях от ТЭЦ до АЭС, а также на металлургических, химических и других видах производств, которые используют газ в технологических процессах.

Для чего нужно проверять термопары

Любой энергетический агрегат будет отключен аварийно, если не сработает датчик температур. Замена термопары дорогостоящий процесс, тем более что она нужна не во всех случаях. Чтобы исключить ложное срабатыватывание автоматики безопасности по факелу пламени, лучше провести проверку ТП. Восстановление его работоспособности начинают с визуального осмотра термопары.

Как правило, она выходит из строя по причине перегорания термального индикатора, что случается довольно часто в котлах. В этом случае на поверхности датчика можно обнаружить черную вмятину либо даже сквозную дыру. В таком случае такой измеритель отбраковывается сразу и потребуется установить новый.

Важно! В некоторых случаях термопара не имеет внешних отклонений. В этом случае ее работоспособность можно проверить только с помощью мультиметра.

Какой прибор выбрать для измерения

Для выполнения тестирования термопары подойдет самый простой мультиметр, который обычно имеется в арсенале у домашнего мастера. В том случае, если потребуется купить новый, то лучше взять модель способную решать многие задачи, в том числе и замер температур.

Также нужно обратить внимание на то, чтобы мультиметр, кроме стандартных замеров напряжения, сопротивления и проводимости электроцепей, обладал такими функциями:

• «HOLD» — функция фиксации результатов измерения на дисплее;
• «REL» — функция выполняющая измерение относительно базового значения;
• ●))) — функция тестирования электроцепей с подачей звукового сигнала.

Важно! Мультиметр обязан быть безопасным для пользования. Данные по его электробезопасности указывается в инструкции завода-изготовителя и наносятся на корпус прибора. Для тестирования термопары достаточно приборов класса CAT II / IIІ, соответствующим электробезопасности для внутридомовых распредсетей и локальных сетей питания.

Также можно проверить термопару авометром — это прибор комбинированного принципа действия. В основном измеряет постоянные характеристики тока, сопротивления и напряжения. В сущности, название «авометр» собрано из названий 3-х приборов, которые традиционно используют для замера отмеченных параметров: амперметра, вольтметра, омметра.

Пошаговая инструкция проверки термопары

Проверка термопары тестером не является сложной. Тем не менее, она связана с определенными рисками из-за наличия высокой температуры, газа и опасного напряжения. Поэтому пользователь должен придерживаться при работе следующих правил:

1. Рабочая зона должна быть хорошо освещена.
2. Запрещается пользоваться мультиметром вблизи легкогорючих и взрывоопасных веществ, а также в помещении с повышенной влажностью.
3. Мультиметр должен находиться на ровной плоскости. В процессе тестирования, щупы необходимо держать за изолированные части.
4. Запрещено перегружать мультиметр в процессе работы.

Внимание! При тестировании термопары ее корпус может сильно нагреваться до середины длины корпуса, поэтому работу проводят в защитных перчатках.

Принцип проверки термопары мультиметром одинаков, но могут быть некоторые отличия в зависимости от конструкции газоиспользующего оборудования, например, для котла или газовой плиты.

Отопительный газовый котел

Если газовый котел остановлен аварийно, а диагностика котла сообщает владельцу, что отсутствует пламя на горелке, то первым делом потребуется проверить работоспособность термопары мультиметром:

1. В целях безопасности отключают котел от электрической и газовой сети.
2. Термопара имеет незакрепленный конец, который размещен в факеле горелки, а второй закреплен к электромагнитному клапану с помощью гайки.
3. Для снятия ТП с котла откручивают гайку.
4. Свободный конец ТП нагревают над источником открытого огня. Подойдут горящая свеча или газовая конфорка. При этом важно выдерживать минимальный уровень размещения ТП — 1 см от пламени.
5. После того, как ТП нагрелась, начинают тестирование мультиметром.
6. Мультиметр установить в режим замера минимального постоянного электрического напряжения.
7. В трубке имеется токопроводящий контакт, к нему необходимо присоединить «+» щуп мультиметра.
8. Щуп «минус» соединить с корпусом элемента.
9. Нагреть наконечник на открытом пламени.
10. Если показания будут в пределах 20–25 мВ, то термопара исправна, а сбои в работе котла по данному параметру защиты могут быть вызваны плохими контактами между проводами ТП и газовым клапаном-отсекателем.
11. Даже в том случае, если напряжение ТП не достигает 20 мВ, чтобы исключить ошибку потребуется несколько раз прозвонить термопару, дополнительно нагревая ее. Если все замеры покажут результаты ниже 20 мВ, то термопара подлежит замене, поскольку современные датчики этого класса ремонту не подлежат.

Для того чтобы правильно выбрать новую ТП для замены, нужно ориентироваться по марке котла, так как термопара может производиться по классификации ЕС, а не по отечественным стандартам, и это создает определенную путаницу.

Газовая плита

Все современные газовые плиты имеют систему газ-контроль, которая работает с термопарой. В том случае, когда плита не запускается из-за срабатывания защиты по данному показателю, скорее всего, засорилась либо вышла из строя термопара.

Важно! Перед началом тестирования нужно закрыть подачу газа на конфорки и духовку, отключить плиту от электросети и убрать все приспособления, посуду.

Пошаговая инструкция проверки работоспособности термопары мультиметром в газовых плитах:

1. Снимают дверцу с духовки.
2. Находят ТП. Обычно она расположена вблизи рассекателя пламени.
3. Если при внешнем осмотре на поверхности корпуса термопары была обнаружена грязь и копоть, то осторожно мелкой наждачной бумагой ее убирают.
4. Выносят образовавшийся мусор из духовки. Повторно проверяют работоспособность датчика.
5. Если газовая плита по-прежнему отключается системой защиты, то приступают к проверке ТП мультиметром.
6. Для этого нужно найти электролинию соединения датчика с электрической защитой плиты. Как правило, она расположена под лицевой панелью либо под верхней крышкой в месте расположения газового клапана-отсекателя и переключателя температур.
7. Проверяют целостность контактной группы, которые также могут давать сбой в работе ТП.
8. Устанавливают настройку предела измерения прибора в районе десятков мВ.
9. Подключают щупы к выводам термопары и нагревают измерительный участок.
10. Если мультимер покажет напряжения на выводах ТП до 20 мВ, устройство не исправно. Для точности определения замеры выполняют несколько раз.

Советы по проверке термопары

В том случае, если пользователь не хочет прежде времени снимать ТП с котла, то можно ее протестировать на действующем оборудовании. Для этого отключают трубку ТП от системы автоматики и подсоединяют мультиметр. Удерживая клавишу клапана-отсекателя, разжигают запальное устройство и через 30–40 сек. снимают показания напряжения первичного датчика.

Преимуществом этого метода является простота измерений, а недостатком — отсутствие визуального обследования датчика и невозможность очистки его поверхности от сажи, что также может быть причиной аварийного срабатывания котла.

В целом считается, что термопары менее точные и чувствительные датчики температуры, чем, например, термисторы. Но благодаря своей низкой стоимости и высокой надежности эти термопары десятилетиями успешно использовались в нагревательных процессах.

Невзирая на то, что конструкция термопары довольно простая, она считается исключительно важным элементом современной защиты газового оборудования. Выполняя роль первичного измерителя температуры в системе «газ-контроль», термопара создает надежную защиту газового оборудования от возможных аварийных ситуаций. Работоспособность термопары — залог безопасности в доме и контролировать ее можно с помощью простых замеров, выполняемых мультиметром.