HOME
Home » Ceramic Kiln » Thermocouple pengukur suhu

Thermocouple pengukur suhu

Posted at April 14th, 2011 | Categorised in Ceramic Kiln

Termokopel adalah sensor suhu yang paling populer, murah, bisa ditukar ganti, memiliki konektor standar dan dapat mengukur berbagai suhu. Keterbatasan utama adalah akurasi, sistem kesalahan kurang dari 1 ° C  sulit dicapai.

Pada 1822, seorang dokter Estonia bernama Thomas Seebeck menemukan (kebetulan) bahwa pertemuan antara dua logam yang menghasilkan tegangan yang merupakan fungsi dari suhu. Termokopel bergantung pada efek Seebeck. Meskipun hampir semua dua jenis logam dapat digunakan untuk membuat termokopel, sejumlah jenis standar yang digunakan karena mereka memiliki tegangan output yang bisa diprediksi dan rentang suhu yang besar.

thermocouple

Termokopel tipe AK adalah yang paling populer dan menggunakan nikel-kromium dan paduan nikel-aluminium untuk menghasilkan tabel voltage.Standard menunjukkan tegangan yang dihasilkan oleh termokopel pada suatu temperatur tertentu, sehingga termokopel tipe K pada suhu 300 ° C akan menghasilkan 12.2mV. Sayangnya tidak mungkin untuk hanya menghubungkan voltmeter untuk termokopel untuk mengukur tegangan ini, karena koneksi dari voltmeter akan mengarah membuat persimpangan, kedua termokopel yang tidak diinginkan

Cold Junction Compensation (CJC)

Untuk membuat pengukuran yang akurat, ini harus dikompensasikan dengan menggunakan teknik yang dikenal sebagai kompensasi sambungan dingin (CJC). Dalam kasus, Anda bertanya mengapa menghubungkan voltmeter untuk termokopel tidak membuat beberapa sambungan termokopel tambahan (mengarah menghubungkan ke termokopel, mengarah ke meter, di dalam meter dll), hukum menyatakan bahwa logam antara logam ketiga, disisipkan di antara dua logam berbeda dari persimpangan termokopel tidak akan berpengaruh asalkan dua persimpangan berada pada suhu yang sama. Hukum ini juga penting dalam pembangunan dari sambungan termokopel. Hal ini dapat diterima untuk membuat sambungan termokopel dengan solderan dua logam bersama sebagai solder tidak akan mempengaruhi pembacaan. Dalam prakteknya, sambungan termokopel dibuat oleh pengelasan kedua logam bersama (biasanya dengan debit kapasitif). Hal ini memastikan bahwa kinerja tidak dibatasi oleh titik leleh solder.

Semua tabel termokopel standar memungkinkan untuk sambungan termokopel kedua dengan berasumsi bahwa ia disimpan di persis nol derajat celcius. Secara tradisional ini dilakukan dengan mandi es dibangun dengan hati-hati (maka ‘dingin’ kompensasi junction panjang). Mempertahankan mandi es tidak praktis untuk aplikasi pengukuran paling, jadi bukannya suhu aktual pada titik sambungan kabel termokopel ke alat ukur dicatat.
Biasanya suhu sambungan dingin dirasakan oleh termistor presisi dalam kontak termal yang baik dengan konektor input dari alat ukur. Ini membaca suhu kedua, bersama dengan membaca dari termokopel itu sendiri digunakan oleh alat ukur untuk menghitung suhu yang benar di ujung termokopel. Untuk aplikasi yang kurang kritis, CJC dilakukan oleh sensor suhu semikonduktor. Dengan menggabungkan sinyal dari semikonduktor dengan sinyal dari termokopel, pembacaan yang benar dapat diperoleh tanpa perlu atau beban untuk merekam dua suhu. Pemahaman kompensasi persimpangan dingin adalah penting, setiap kesalahan dalam pengukuran suhu sambungan dingin akan mengakibatkan kesalahan yang sama pada suhu diukur dari ujung termokopel
Linearisasi
Selain berurusan dengan CJC, alat ukur juga harus memungkinkan fakta bahwa keluaran termokopel adalah non linier. Hubungan antara temperatur dan tegangan output adalah persamaan polinomial kompleks (5 sampai 9 order tergantung pada jenis termokopel). metode analog dari linearisasi digunakan dalam meter themocouple biaya rendah. Ketelitian tinggi instrument menyimpan tabel termokopel dalam memori komputer untuk menghilangkan sumber kesalahan.

Memilih Termokopel
Termokopel tersedia baik sebagai termokopel ‘manik’ kawat telanjang yang menawarkan biaya rendah dan waktu respons yang cepat, atau yang dibangun ke probe. Berbagai macam probe tersedia, cocok untuk aplikasi pengukuran yang berbeda (industri, ilmiah, makanan suhu, dll penelitian medis).

Peringatan: ketika memilih probe hati-hati untuk memastikan mereka memiliki tipe yang benar dari konektor. Kedua jenis konektor umum adalah ‘standar’ dengan pin bulat dan ‘miniatur’ dengan pin rata, hal ini menyebabkan kebingungan sebagai penghubung ‘miniatur’ lebih populer daripada tipe ‘standar’.

Jenis Termokopel
Ketika memilih termokopel pertimbangan harus diberikan untuk kedua insulasi termokopel, jenis dan konstruksi probe. Semua ini akan memiliki efek pada akurasi temperatur yang diukur, dan keandalan dari bacaan temperatur. Berikut ini merupakan panduan subjektif untuk tipe-tipe termokopel.

termokopel keramik

Ketika memilih jenis termokopel, pastikan bahwa peralatan pengukur Anda tidak membatasi kisaran suhu yang dapat diukur. Perhatikan bahwa termokopel dengan sensitivitas rendah (B, R dan S) memiliki resolusi yang lebih rendah. Tabel di bawah batas operasi berguna untuk berbagai jenis termokopel yang dijelaskan secara lebih rinci

tipe termokopel

Jenis K (Chromel / Alumel)
Jenis K adalah termokopel yang bisa digunakan untuk segala keperluan. Harga murah dan, karena popularitasnya, tersedia dalam berbagai macam probe. Termokopel bisa digunakan  di C -200 ° sampai 1.200 ° C jangkauan. Sensitivitas adalah sekitar 41uV / ° C. Dianjurkan menggunakan jenis K untuk segala keperluan, kecuali ada alasan lain.

Tipe E (Chromel / Constantan)
Tipe E memiliki output yang tinggi (68uV / ° C) yang membuatnya cocok untuk digunakan pada temperatur rendah (cryogenic). Atau properti lain yang tidak mengijinkan penggunaan alat yang mengandung magnit.

Tipe J (Iron / Constantan)
Keterbatasan rentang suhu (-40 sampai 750 ° C) membuat tipe J kurang populer dibanding type K. Penggunaan utama adalah digunakan untuk peralatan lama yang tidak dapat menerima thermokopel ‘modern’ . Jenis J tidak boleh digunakan di atas 760 ° C , transformasi magnetik mendadak akan menyebabkan kerusakan permanan pada pengukuran.

Tipe N (Nicrosil / Nisil)
stabilitas tinggi dan ketahanan terhadap oksidasi temperatur tinggi membuat tipe N cocok untuk pengukuran suhu tinggi tanpa biaya jenis platinum (B, R, S) . Dirancang untuk perbaikan tipe K, hal ini menjadi lebih populer.

Thermocouple tipe B, R dan S semuanya memakai logam ‘mulia’ dan menunjukkan karakteristik serupa. Mereka adalah yang paling stabil dari semua termokopel, tetapi karena sensitivitas rendah (sekitar 10uV/0C) mereka biasanya hanya digunakan untuk pengukuran temperatur tinggi (> 300 ° C).

Tipe B (Platinum / Rhodium)
Cocok untuk pengukuran suhu tinggi hingga 1800 ° C. Tipe B tidak seperti pada umumnya  (karena bentuk suhu mereka / kurva tegangan) memberikan output yang sama pada 0 ° C dan 42 ° C. Hal ini membuatnya tidak berguna di bawah 50 ° C.

Type R (Platinum / Rhodium)
Cocok untuk pengukuran suhu tinggi hingga 1600 ° C. sensitivitas rendah (10uV / ° C) dan biaya tinggi membuat mereka tidak cocok untuk penggunaan tujuan umum..

Type S (Platinum / Rhodium)
Cocok untuk pengukuran suhu tinggi hingga 1600 ° C. sensitivitas rendah (10uV/vC) dan biaya tinggi membuat mereka tidak cocok untuk penggunaan tujuan umum. Karena stabilitas yang tinggi Tipe S digunakan sebagai standar kalibrasi untuk titik leleh emas (1064,43 ° C).

Kewaspadaan dan Pertimbangan untuk Menggunakan Termokopel

Sebagian besar masalah pengukuran dan kesalahan dengan termokopel adalah karena kurangnya pemahaman tentang bagaimana termokopel bekerja. Termokopel dapat rusak karena penuaan dan akurasi dapat berbeda-beda akibatnya terutama setelah kontak yang terlalu lama untuk suhu pada ekstremitas dari jangkauan operasi manfaatnya. Tercantum di bawah ini adalah beberapa masalah yang lebih umum dan pemeliharaan yang harus diperhatikan.

Masalah koneksi
kesalahan pengukuran Banyak disebabkan oleh sambungan termokopel tidak disengaja. Ingat bahwa setiap persimpangan dua logam yang berbeda akan menyebabkan persimpangan. Jika Anda perlu meningkatkan panjang mengarah dari termokopel Anda, Anda harus menggunakan jenis  kawat termokopel ekstensi yang tepat. (misalnya K tipe termokopel tipe K). Menggunakan jenis lain dari kawat akan menimbulkan sebuah persimpangan termokopel. Setiap konektor yang digunakan harus terbuat dari bahan termokopel yang benar dan polaritas yang benar harus diperhatikan.

Lead Resistance

Untuk meminimalkan shunting panas dan meningkatkan waktu respon, termokopel terbuat dari kawat tipis (dalam kasus biaya jenis platinum juga pertimbangan). Hal ini dapat menyebabkan termokopel untuk memiliki ketahanan tinggi yang dapat membuatnya sensitif terhadap kebisingan dan juga dapat menyebabkan kesalahan karena impedansi input dari alat ukur. Sebuah persimpangan termokopel khas terpapar dengan 32AWG kawat (diameter 0.25mm) akan memiliki ketahanan sekitar 15 ohm / meter. Jika termokopel dengan mengarah tipis atau kabel yang panjang diperlukan, perlu menjaga termokopel mengarah pendek dan kemudian menggunakan kawat termokopel ekstensi (yang jauh lebih tebal, sehingga memiliki resistensi yang lebih rendah) untuk menjalankan antara alat termokopel dan pengukuran. Itu selalu merupakan tindakan pencegahan yang baik untuk mengukur ketahanan termokopel Anda sebelum digunakan.

Decalibration
Decalibration adalah proses tidak sengaja mengubah susunan kawat termokopel.

Penyebab: biasanya adalah difusi partikel atmosfer menjadi logam pada operasi temperatur yang ekstrem. Penyebab lainnya adalah kotoran dan bahan kimia dari isolasi menyebar ke kawat termokopel. Jika beroperasi pada suhu tinggi, cek spesifikasi dari isolasi probe.

Kebisingan
Output dari termokopel adalah sinyal kecil, sehingga sangat rentan terhadap kebisingan listrik.. Kebanyakan alat ukur menolak kebisingan (sinyal yang sama pada kedua kawat) sehingga kebisingan dapat diminimalkan dengan memutar kabel bersama-sama untuk membantu memastikan kedua kawat mengambil sinyal suara yang sama. Selain itu, mengintegrasikan analog ke digital dapat digunakan untuk membantu rata-rata keluar suara yang tersisa. Jika beroperasi di lingkungan yang sangat bising, (seperti di dekat motor besar) akan lebih bermanfaat mempertimbangkan menggunakan saringan kabel ekstensi. Jika kebisingan dicurigai,  pertama matikan semua peralatan tersangka dan melihat apakah ada perubahan pada bacaan temperature.

Common Mode Voltage

Meskipun sinyal termokopel sangat kecil, tegangan yang jauh lebih besar sering ada di masukan ke alat ukur. Tegangan ini dapat disebabkan baik dengan mengambil induktif atas (masalah ketika menguji suhu belitan motor dan transformer) atau dengan ‘dibumikan’ persimpangan. persimpangan Sebuah contoh khas dari sebuah ‘dibumikan’ akan mengukur suhu dari pipa air panas dengan termokopel tidak terlindung ( terisolasi ). Jika ada koneksi bumi ( ground) kecil,  sedikit tegangan mungkin ada di antara pipa dan bumi dari alat ukur. Sinyal ini lagi mode umum (yang sama di kedua kawat termokopel) sehingga tidak akan menyebabkan masalah dengan instrumen, asalkan mereka tidak terlalu besar

Thermal Shunting

Semua termokopel memiliki beberapa massa. Pemanasan massa ini membutuhkan energi sehingga akan mempengaruhi suhu, bila anda mencoba untuk mengukur. Pertimbangkan misalnya mengukur suhu cairan dalam tabung reaksi: ada dua masalah yang potensial. Yang pertama adalah bahwa energi panas akan menuju atas kawat termokopel dan menguap ke atmosfir sehingga mengurangi suhu cairan di sekitar kabel. Masalah serupa dapat terjadi jika termokopel tidak cukup direndam dalam cairan, karena suhu udara dingin ambien pada kabel, konduksi termal dapat menyebabkan sambungan termokopel menjadi suhu yang berbeda untuk cairan itu sendiri. Pada contoh di atas termokopel dengan kawat tipis dapat membantu, karena akan menyebabkan curam gradien suhu sepanjang kawat termokopel di persimpangan antara cair dan udara ambien. Jika termokopel dengan kawat tipis yang digunakan, pertimbangan harus dibayar untuk memimpin perlawanan. Penggunaan termokopel dengan kawat tipis dihubungkan ke kawat ekstensi termokopel lebih tebal sering menawarkan kompromi terbaik.

No comment for Thermocouple pengukur suhu

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Enter Captcha Here : *

Reload Image

Related Post to Thermocouple pengukur suhu

Jenis tungku keramik

Posted at Januari 30, 2012

Bila anda akan memulai membuat keramik, perlu mengetahui jenis tungku keramik. Dan keramik jenis apa yang akan dibuatnya. Disini ada beberapa jenis Tungku Keramik:... Read More

Rentang suhu untuk glasir keramik.

Posted at Oktober 12, 2011

Glasir di keramik mempunyai rentang suhu yang berbeda tergantung jenis body dan glasirnya. Jika dibakar dengan suhu yang terlalu rendah, glasir tidak matang. Kalau... Read More

Menentukan dan mengatur suhu tungku keramik

Posted at Oktober 3, 2011

Proses yang sangat penting pada pembuatan keramik adalah proses pembakaran, karena hasil akhir dari sekian banyak tahapan didepannya ditentukan disini. Kalau boleh saya umpamakan... Read More

Make a small electric ceramic kiln

Posted at Agustus 20, 2011

Setelah membuat tungku drum, kali ini saya membuat Tungku yang sangat sederhana dan kecil. Cocok untuk Foto Mug Keramik yang memakai sablon keramik .... Read More

Set the correct temperature ceramic furnace

Posted at Agustus 9, 2011

Mengatur suhu tungku keramik yang benar, dengan adanya beberapa kali percobaan yang saya alami pada waktu membakar keramik, pengaturan suhu sangat penting sekali untuk... Read More