No Image

Тип термопары для мультиметра

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
11 марта 2020

Многие типы мультиметров имеют возможность измерять температуру в широком диапазоне. Для подобных измерений используются термопары (температурные щупы), которые подключаются на специальный разъем мультиметра.

Благодаря качественному изготовлению термопар точность измерения температур, как правило, высока и составляет 1-2°С.

По стандарту ANSI термопары типа "К" создаются на основе сплавов "хромель" ( Cr — Ni ) и "алюмель" ( Ni — Al ). Такой материал электродов термопары обеспечивает измерение в диапазоне температур от -270 до +1372 °С. Более точные границы рабочих температур температурного щупа (зонда) определяются в основном конструкцией конкретной модели мультиметра и конструкцией самого термопары (термодатчика).

В модельном ряду представленном на сайте GSMService . RU , диапазон измеряемых температур составляет от -50 до +1400°С (приближение от +1372 °С в сторону увеличения). На практике верхний предел зависит в большей степени от конструкции термопары. Так, например, термопара с открытым контактом — подобная термопара входит в комплект поставки цифровых мультиметров M серии: М-890C+ (Артикул 101530 ) и М-890G (Артикул 106381 ) обеспечивает практический верхний порог измерений в районе +500°С, что более чем в 2 раза ниже возможностей заложенных конструкцией указанных мультиметров.

Использование же термопары закрытого типа (Артикул 106388 , модель htyl-104 ) даст необходимое увеличение верхнего порога практического диапазона измеряемых температур до номинального уровня +1400°С, в соответствии с руководством пользователя для мультиметров М-890C+ (Артикул 101530 ) и М-890G (Артикул 106381 ). Мультиметры с функцией термометрии обеспечивают измерение температур поверхностей и газов, в том числе температуру воздуха в рабочих помещениях.

Собственно процедура измерения температуры довольно проста. Однако всегда следует соблюдать определённые системные правила техники безопасности. Эти несложные правила помогут не только обеспечить точные измерения, но и предотвратить выход из строя дорогостоящего оборудования и избежать поражения электричеством работающего с ним персонала.

ПЕРЕД установкой термопары для проведения измерений убедитесь, что измерительные щупы отсоединены от измерительной цепи.

Убедитесь в правильной полярности подключения вилки термопары к мультиметру – соответствующие гнёзда промаркированы знаками «+» и «-».

Во избежание поражения электрическим током, НЕ ПОДКЛЮЧАТЬ термодатчик к оборудованию находящемуся ПОД НАПРЯЖЕНИЕМ.

Для того чтобы избежать поражения электрическим током, ПОСЛЕ измерений температуры, приступая к измерениям других параметров, ИЗВЛЕКИТЕ ТЕРМОПАРУ из соответствующего разъёма мультиметра.

Оберегайте по возможности датчик температурного щупа и провода от ударов и вибраций, которые могут ухудшить параметры системы.

Не подвергайте термопару резким колебаниям температуры и используйте ее и соединительные провода только в рабочем диапазоне температур.

• Измерительный зонд: цилиндрический, полная длина 10,5 см, включая рабочую часть 6 см и диаметром 3 мм

• Измерительный провод: длина 75 см

• Соединительная вилка: ножевого типа, 2 плоских контакта 16 мм х 3 мм, толщиной 1 мм

• Цвет: соединительная вилка – жёлтый, измерительный провод – чёрный

• Маркировка полярности подключения: контакты на вилке помечены значками «+» и «-» (иногда «К»). При подключении к мультиметру знак «+» на вилке должен всегда совпадать со знаком «+» на разъёме прибора. Вилка температурного щупа может нести дополнительную маркировку, латинские надписи chromel (х ромель) и alumel (алюмель), что указывает на принадлежность термопары типу «К».

Электронные тестеры-мультиметры применяются, как на производстве, так и в быту. Приборы отличаются удобством работы и надежностью. Но иногда показания тестеров начинают «плавать», прибор «сбоит» в работе. Часто неисправность мультиметра кроется в плохих щупах, в которых нарушаются контакты, трескается изоляция провода. Бюджетные варианты мультиметров имеют простейшие электрические щупы. Ремонт тестера в этом случае прост. Требуется поменять имеющиеся щупы на новые, хорошего качества, с надежными проводами и разъемами.

Читайте также:  Как подобрать шкаф купе в прихожую

Универсальные щупы

Чаще всего в комплекте с мультиметром идут универсальные щупы. Ими можно касаться контактных точек электрических схем, плат, приборов. Контакты таких щупов сделаны в виде заточенных игл. Такие щупы имеют самое широкое применение при использовании мультиметра.

Как всякие универсальные устройства, они имеют недостатки:

  • Относительно высокие сопротивления проводников;
  • Невозможность закрепления на необходимых контактных точках устройств и схем;
  • Не всегда возможно подключиться к компонентам микромонтажа;
  • Слабая термоустойчивость материала изоляции проводов при случайном касании жала паяльника.

Такие комплекты щупов мультиметров, при всех своих недостатках, недороги, поэтому популярны. Они вполне подходят для проведения простых работ, измерения напряжения, тока, «прозвонки» цепей, в местах, где имеется легкий доступ к электрическим или электронным компонентам и системам.

Фирменные изделия

Высококачественные наборы щупов имеют в комплекте различные насадки, позволяющие произвести более точные измерения в сложных, труднодоступных местах электронных плат, приборов, схем с микромонтажем.

В таких наборах могут быть:

  • Переходники – клеммы для стационарного присоединения проводов, например, к блокам питания;
  • Тонкие игольчатые насадки для доступа к малоразмерным контактным площадкам печатных плат;
  • Зажимы «крокодил», подключаемые к клеммам или контактным штырькам приборов;
  • Специальные насадки зажимы для присоединения к элементам поверхностного монтажа – электронным компонентам SMD;
  • Пружинные зажимы для установки на ножки микросхем или навесных элементов монтажных плат.

Такие наборы расширяют спектр использования мультиметров, улучшают условия работы измерителя. При этом комплекты имеют серьезный недостаток – высокую цену, которая иногда доходит до нескольких тысяч рублей, что сопоставимо с ценой самого мультиметра.

Щупы для SMD-монтажа

Предназначены для подключения к элементам поверхностного микромонтажа – SMD компонентам, которые не имеют проволочных выводов и крепятся к печатной плате припоем за торцы-контакты. Применяются в виде специальных насадок – зажимов, одеваемых на стандартные щупы.

Такие приспособления надежно прикрепляются к торцевым контактам SMD компонентов.

При необходимости с помощью таких насадок на щупы можно точно измерить напряжение на SMD элементе. Если это резистор, то, зная его номинал, легко рассчитать ток в цепи.

Наконечники-«крокодилы»

Для удобного подключения к выводам электронных устройств, к контактным штырям плат и приборов применяются самозажимные устройства, насадки-«крокодилы».

Существует много вариантов исполнения «крокодилов». Они могут отличаться размерами, быть «голыми» либо изолированными. Крокодилы для мультиметра производятся как из стали, так и из латуни, могут быть «позолоченными» – с покрытием из нитрида титана.

Как изготовить самодельные щупы

В ряде случаев нет возможности приобрести дорогие фирменные приспособления, а надо сделать удобные, надежные и долговечные щупы для мультиметра своими руками.

Стандартные самодельные щупы

Для изготовления самодельных щупов применяют пластиковые корпуса авторучек или цанговых карандашей. В качестве контактных штырей используют толстые швейные иглы. Кабель для провода щупов следует брать многожильный медный, с силиконовой изоляцией либо с изоляцией из EPDM каучука. Такие провода обладают большой гибкостью, не подлежат растрескиванию, не ломаются. Кроме того, имеют хорошую механическую стойкость к возможным прожогам при случайном касании горячего жала. Для подключения проводов к мультиметру используются разъемы «банан».

Читайте также:  Окосячка в срубе из бревна

Заднюю часть иглы облуживают и припаивают к ней провод. Чтобы припой лег надежно, следует применить паяльный флюс на базе соляной или ортофосфорной кислоты. Сборку помещают в корпус будущего щупа. Наконечник закрепляют термоклеем или эпоксидной смолой либо полиуретановым клеем. На выступающий из ручки провод одевают термоусадочную трубку-кембрик и осторожно прогревают ее. Второй конец провода закрепляют пайкой или винтовым зажимом в разъеме «банан». Здесь для прочности провода также необходимо применить термоусадочную трубку. В результате получатся удобные и надежные изделия.

Сопротивление проводов должно быть в районе 0,05-0,08 Ома. Щупы изготовлены под конкретного пользователя. Такие провода для электронного тестера – мультиметра будут надежно служить пользователю долгое время.

Тонкие самодельные щупы для прокалывания изоляции

Бывает, что необходимо измерить напряжение в проводах, при этом снять с них изоляцию не представляется возможным. На помощь приходят щупы, способные без лишних повреждений проколоть изоляцию и обеспечить надежный контакт с жилой провода.

Изготавливаются такие щупы аналогично стандартным, но иглы для контактных штырей берутся более тонкими, короткими и острыми. Такие щупы позволят легко подключиться к изолированным проводам.

Термопара для мультиметра

При наличии в «арсенале» приспособления к мультиметру – термопары становится возможным точно измерять температуру промышленных или бытовых объектов и устройств.

Такое приспособление продается в специализированных магазинах, однако термопара своими руками изготавливается достаточно несложно, иногда бывает проще сделать ее самому. Нужны опыт, соответствующие материалы и некоторое несложное оборудование.

Внимание! При проведении работ необходимо позаботиться о пожарной безопасности, защите рук, лица и глаз.

Основная операция – сварить концы двух отрезков проволоки из разных сплавов. Сварку лучше всего произвести электрической дугой. Потребуется силовой сетевой трансформатор с выходным напряжением 6-12 Вольт и током вторичной обмотки 5-8 ампер. Один провод обмотки подключается к тискам, где закрепляются отрезки проволоки, второй – к графитовому стержню-контакту. В качестве графита можно применить щетку от электродвигателя, электрод от гальванического элемента (батарейки) либо толстый грифель от карандаша.

Следует сделать скрутку проводов на одном из концов будущей термопары. Включить трансформатор в сеть и коснуться графитовым контактом скрутки проводов. Может быть не с первого раза, но после нескольких попыток на конце проволок появится шарик сплава.

Замечание. Вместо трансформатора можно применить автомобильный аккумулятор.

Затем провода термопары следует изолировать друг от друга керамическими трубками или тонким «чулком» из стеклоткани. Свободные концы термопары с помощью зажимов «крокодил» подключить к мультиметру. Имеются специальные адаптеры для подключения термопар к мультиметрам.

Следует провести градуировку термопары:

  • Вариант 1. Провести измерения температуры эталонной термопарой и определить соответствие температуры для термоЭДС изготовленной термопары.
  • Вариант 2 (менее точная градуировка). Если эталонной термопары нет, замерить сделанным термодатчиком температуру тающего льда – 0 0С и кипящей воды – 100 0С. Делая допущение, что характеристика термопары линейна, построить график-экстраполяцию за пределы значений 0-100 0С.

Пары сплавов для изготовления термопары

Одна из лучших пар – сплавы хромель и алюмель. Здесь хорошая линейность зависимости температуры от термоЭДС, пределы измерения температур от – 200 до 1300 0С.

Чуть хуже результаты у пары хромель – копель.

Лучший результат у пары платина – платинородий, максимальная измеряемая температура – до 1600 0С, высокая точность и стабильность, но эта пара – драгметаллы.

Читайте также:  Температура воды в радиаторах отопления нормы

В домашних условиях можно сварить термопару из нихрома – стали и самую простую из меди – стали. Максимум измеряемой температуры – 350-400 0С, нелинейная рабочая зависимость, зато очень доступные материалы.

Зачастую отремонтировать «забарахливший» мультиметр возможно заменой или изготовлением собственными руками комплекта щупов, именно той комплектации, которая потребуется в работе. Такой набор приспособлений для электронного тестера будет оптимальным для конкретного измерителя.

Видео

Термопара широко используется в различных устройствах измерения температуры и системах сбора данных. Термопара является наиболее популярным типом датчика температуры, поскольку он надежный, универсальный, обладает низкой инертностью, относительно недорогой и позволяет измерять температуру в широком диапазоне.

Использование различных термопар, позволяет измерять температуру в очень широком диапазоне: от -250C и до 2500C. Правда из-за своей конструктивной особенности, термопара не может обеспечить повышенную точность измеренной температуры. Погрешность измерения, как правило, находится в пределах 0,5…2С.

Зачастую, термопары используются для контроля температурного режима в производственных процессах. В быту термопара применяется во многих устройствах, например, в некоторых типах паяльников, в духовках газовых плит и так далее. Так же следует отметить, что большинство мультиметров имеют функцию измерения температуры. Для этого в комплекте с мультиметром идет термопара, которая подключается к соответствующему разъему:

Принцип действия термопары

Принцип действия термопары основан на эффекте, который обнаружил в 1821 году немецкий — эстонский физик Томас Иоганн Зеебек. Он заметил, что при соединении двух проводников из разнородных металлов в них возникает напряжение (термоЭДС), величина которого зависит от степени нагрева места соединения. Позднее это явление стали называть термоэлектрическим эффектом или эффект Зеебека.

Фактическое напряжение, генерируемое термопарой зависит от температуры нагрева и от типа используемых металлов. Напряжение это не велико и, как правило, составляет от 1 до 70 мкВ на 1 градус Цельсия.

При подключении термопары к измерительному прибору получается еще один термоэлектрический переход. Таким образом, фактически получается два перехода находящихся в разных температурных режимах, поэтому входной сигнал на измерителе будет пропорционален разности температур между этими двумя переходами.

Для того, чтобы измерить абсолютную температуру, применяют метод известный как «компенсация холодного спая». Его суть заключается в том, что второй переход (который вне зоны измеряемой температуры) помещают при постоянной (образцовой) температуре. Ранее для этого использовали стандартный метод – помещая данный переход в ледяную воду.

На сегодняшний день применяют дополнительный датчик температуры расположенный в непосредственной близости от второго перехода, и по показаниям дополнительного температурного датчика измерительный прибор вносит коррекцию в результат измерения. Это значительно упрощает общую схему измерения, поскольку термопару и измерительный элемент, с элементом температурной компенсацией, можно объединить в единое целое.

Конструктивное исполнение

Термопары изготавливаются в различных формах. Они бывают бескорпусными, то есть спай двух металлов не закрыт защитным кожухом. Это обеспечивает очень быстрое время измерения и низкую инертность:

Так же термопары могут быть доступны и в качестве зонда. Этот тип широко используется как в измерительных приборах бытового назначения, так и в производстве, где необходимо защитить термопару от агрессивной среды технологического процесса.

Типы термопар

Термопары различаются между собой в основном по типу используемых металлов. Существует несколько стандартов:

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector