Esquemas de inclusión y compensación de termopares.
Como se sabe, el termopar contiene dos unionespor lo tanto, para medir correctamente y con precisión la temperatura en una (la primera) de las uniones, es necesario mantener la otra (la segunda) unión a una temperatura constante, de modo que la EMF medida sea una función clara de la temperatura de solo el primer cruce, el principal cruce de trabajo.
Entonces, para mantener las condiciones en el circuito de medición térmica, en las que se excluiría la influencia parásita del EMF del segundo ("transición fría"), es necesario compensar de alguna manera el voltaje en él en cada momento de trabajo. . ¿Cómo hacerlo? ¿Cómo hacemos que el circuito llegue a un estado tal que el voltaje del termopar medido solo cambie dependiendo de los cambios en la temperatura de la primera unión, independientemente de la temperatura actual de la segunda?
Para lograr las condiciones adecuadas, puede recurrir a un truco simple: coloque la segunda unión (los lugares donde se conectan los cables de la primera unión con el dispositivo de medición) en un recipiente con agua helada - en un baño lleno de agua con hielo todavía flotando en él. Así, en la segunda unión obtenemos una temperatura de fusión del hielo prácticamente constante.
Luego permanecerá, monitoreando el voltaje del termopar resultante para calcular la temperatura de la primera unión (operativa), ya que la segunda unión estará en un estado sin cambios, el voltaje en ella será constante. Eventualmente se logrará el objetivo, se compensará la influencia de la "unión fría". Pero si haces esto, resultará engorroso e inconveniente.
La mayoría de las veces, los termopares todavía se usan en dispositivos portátiles móviles, en instrumentos de laboratorio portátiles, por lo que otra opción es suave, un baño de agua helada, por supuesto, no nos conviene.
Y hay una forma tan diferente: el método para compensar el voltaje del cambio de temperatura de la "unión fría": conecte en serie al circuito de medición una fuente de voltaje adicional, cuyo EMF tendrá la dirección opuesta y en magnitud siempre será exactamente igual a la FEM de «la unión fría».
Si la fem de la «unión fría» se monitorea continuamente midiendo su temperatura de una manera diferente a la del termopar, entonces se puede aplicar inmediatamente una fem de compensación igual, reduciendo a cero la tensión parásita total de la sección transversal del circuito.
Pero, ¿cómo se puede medir continuamente la temperatura de la "unión fría" para obtener valores de voltaje continuos para la compensación automática?
Adecuado para esto termistor o termómetro de resistenciaconectado a la electrónica estándar que generará automáticamente un voltaje de compensación de la magnitud requerida. Y aunque una unión fría no es necesariamente literalmente fría, su temperatura no suele ser tan extrema como la de una unión en funcionamiento, por lo que incluso un termistor suele estar bien.
Están disponibles módulos de compensación electrónica especiales para "temperaturas de fusión del hielo" para termopares cuya tarea es suministrar el voltaje exactamente opuesto al circuito de medición.
El valor de la tensión de compensación de dicho módulo se mantiene en un valor tal que compense con precisión la temperatura de los puntos de unión de los termopares que conducen al módulo.
La temperatura de los puntos de conexión (terminal) se mide con un termistor o un termómetro de resistencia y el voltaje exacto requerido se alimenta automáticamente en serie en el circuito.
Para un lector inexperto, esto puede parecer demasiado problema por el simple hecho de usar el termopar con precisión. ¿Quizás sería más conveniente e incluso más fácil usar inmediatamente un termómetro de resistencia o el mismo termistor? No, no es más simple y más conveniente.
Los termistores y los termómetros de resistencia no son tan robustos mecánicamente como los termopares y también tienen un pequeño rango de temperatura de funcionamiento seguro. El caso es que los termopares tienen una serie de ventajas, dos de las cuales son las principales: un rango de temperatura muy amplio (de −250 °C a +2500 °C) y una alta velocidad de respuesta, que hoy en día es inalcanzable ni por termistores ni por por termorresistencias, ni de otros sensores.tipos en el mismo rango de precios.