Come calcolare la sensibilità di una termocoppia

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

Nel campo della ricerca e in quello industriale, la termocoppia è lo strumento più utilizzato. È un sensore formato da due metalli differenti, uniti alle estremità da una saldatura, impiegato per misurare la temperatura. Vediamo nello specifico, come calcolare la sensibilità di una termocoppia. Si procede seguendo due varianti: "modo predittivo" o "per equilibrio".

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Seguendo il primo metodo, la temperatura del corpo, è ricavata con la velocità di variazione della temperatura del sensore, senza il raggiungimento di un punto di equilibrio. Con il secondo la misura è completata, quando tra corpo e sensore non c'è più differenza. La sensibilità è ottenuta, dal rapporto tra la variazione della misura in uscita e la corrispondente variazione di quella in entrata. La risoluzione, è il rapporto tra le piccole variazioni dell'ingresso e l'intero campo di misura.

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I sensori generano corrente termoelettrica, dovuta all'effetto Seebeck. Hanno lo svantaggio di misurare temperature relative, non assolute. Si effettuano misure di temperatura per contatto o senza contatto. La quantità di calore ceduta per il primo esempio, è data dall'oggetto al sensore, mediante la conduzione, proporzionale alla differenza tra quella dell'oggetto e la temperatura istantanea del sensore. Se quest'ultimo ha massa "m" e calore specifico "c", otteniamo: "dQ=mcdT". La temperatura del momento è identificata con "T", la differenza con "T1". Si ottiene l'equazione differenziale se c'è assenza di dissipazione verso l'esterno.

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Compriamo una termocoppia in base al campo di applicazione. Quelle esistenti non sono tutte uguali, è importante conoscere i conduttori elettrici che la compongono. Tra le più importanti abbiamo: il tipo J, quello E, il tipo K e almeno altre sei, adatte a temperature alte, intorno ai 1600 gradi centigradi. Facciamo attenzione nel selezionarne una. Quantifichiamo il valore di temperatura media da misurare. Quelle con elevato coefficiente elettrico, vanno bene per le basse. Il tipo R o K si utilizzano per temperature alte. In base a questi fattori e altri, il costo è variabile. Esistono trasduttori digitali e analogici. Per adattare gli analogici provenienti da diversi produttori, si adottano le stesse misure di uscita per permettere un cambio maggiore. Se il trasduttore è lontano dal sistema di acquisizione dati, l'uscita è disturbata da fattori esterni che lo condizionano. La caduta di tensione nella linea, è da tener presente nell'uscita in corrente.

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Consigli

Non dimenticare mai:
  • Per l'esattezza del calcolo chiediamo consiglio a gente esperta.

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