Lavori-V-2012-2013_files/licciardi termocoppie

I.P.S.I.A.
di
BOCCHIGLIERO
a.s. 2012/2013
-classe V-
Materia: Sistemi Automazione e Organizzazione della Produzione
----Le Termocoppie---Alunno:
Licciardi Giuseppe
prof. Ing. Zumpano Luigi
I.P.S.I.A Bocchigliero
-Sistemi Automazione e Organizzazione della Produzione-
Le Termocoppie
Classificazione del trasduttore
Analogico
Di tensione
Attivo
Diretto
Il traduttore costituito da una termocoppia fornisce direttamente una tensione dipendente
dalla temperatura misurata senza alimentazione; il segnale è di tipo analogico.
La differenza di temperatura tra i due giunti provoca una d.d.p. (effetto Seebeck); questa
d.d.p può essere rivelavata con un dispositivo che presenta un' altissima impedenza
d'ingresso perchè le variazioni di temperatura di pochi gradi provocano variazioni di
tensione di qualche µV.
T0
T1
V
(da rilevare)
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-Sistemi Automazione e Organizzazione della Produzione-
Le Termocoppie
Anche se l'effetto Seebeck si manifesta per qualsiasi coppia di metalli, risulta più
conveniente utilizzare particolari coppie di materiali in riferimento alla tensione fornita, alla
linearità e al campo d'impiego. Nella tabella seguente sono riportate le caratteristiche delle
termocoppie più diffuse;
Temperatura T
-200°C
0°C
+200°C
Materiali
Sigla
+400°C
+800°C
+1200°C
+1600°C
Tensioni (mV)
Rame
Costantana "T"
-5.70
0
9.2
21
Ferro
Costantana "J"
-8.15
0
11
22.15
46.2
Nichel cromo
Nichel "K"
0
8.14
16.38
33.3
49
Platino Rodio
Rodio "S"
0
1.44
3.3
7.34
11.97
16.76
Per le alte temperature è necessario ricorrere al platino con il rodio, mentre per qualle più
basse è conveniente il rame con la costantana. Si può verificare che la non linearità non è
molto forte; ad esempio per ferro e costantana per il raddoppio di temperatura da 200 a
400°C la d.d.p. Passa da 11mV a 22.15 mV; anche la tensione è praticamente
raddoppiata.
V
mV
E
80
J
60
K
40
T
RS
20
T
300
600
900
1200
1500
E CROMO/COSTANTANA
T RAME/COSTANTANA
J FERRO/COSTANTANA
K CROMO/ALLUMINIO
RS PLATINO/RODIO
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Le Termocoppie
L'AD590 eroga una corrente proporzionale alla temperatura secondo la relazione: I = K
(T+273) dove K è la costante di proporzionalità: K = 1 µA/°C Tè la temperatura in gradi
centigradi. Di consequenza per T0 = 0°C abbiamo I = I0 = 273 µA e una variazione di un
grado della temperatura provoca una variazione delle corrente di µA dello stesso segno. Il
campo d'impiego si estente da -55°C fino a 150°C. I valori limiti di corrente sono:
•
•
per T= 55°C I= K (T+273) =1 (-55+273) = 218 µA;
per T= 150°C I= K (T+273) =1 (150+273) = 423 µA.
AD590
I
I
AD590
+-
V
+
Esistono altri trasduttori AD594 e AD595 che forniscono direttamente un segnale di uscita
in tensione:
• l'alimentazione dell'integrato è +- 15V o +5V nel caso di misure di temperature
positive;
• variazioni di 1°C della temperatura provocano variazioni di 10mV della tensione.
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AD594
5V
Esempi di termocoppie presenti in “commercio”:
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