← Nástroje
DTWT · Nástroje · Industrial

Termočlánok K / J: teplota a napätie

Prepočet medzi teplotou a termoelektrickým napätím pre termočlánky typu K a J podľa referenčných funkcií NIST ITS-90 — s kompenzáciou studeného spoja alebo bez nej. Pri servise, commissioningu alebo kontrole teplotného vstupu. Zadarmo, bez registrácie; výpočet beží iba vo vašom prehliadači.

Prepočet

Referenčný spoj: 0 °C

Type K Napätie
— mV

Počet zobrazených desatinných miest nevyjadruje presnosť termočlánku ani merania.

Súvisiace nástroje: Pt100 / Pt1000 → · 4–20 mA prepočet → · Všetky nástroje →

Teplota z termočlánku nesedí so skutočnosťou?

Kalkulačka overí prepočet. Ak meranie stále nesedí, príčinou býva polarita, nesprávne vedenie, typ nastavený na vstupe alebo kompenzácia studeného spoja — to je práca na inštrumentácii, commissioningu a troubleshootingu.

Čo meria termočlánok

Termočlánok negeneruje „teplotu“, ale termoelektrické napätie E v mV. To závisí od rozdielu teplôt meracieho spoja a referenčného (studeného) spoja — tam, kde sa vodiče termočlánku pripájajú na svorky.

Referenčné funkcie NIST ITS-90 udávajú napätie voči referenčnému spoju pri 0 °C. Kontrolné body: 0 °C = 0 mV; Type K pri 100 °C ≈ 4,096 mV; Type J pri 100 °C ≈ 5,269 mV.

Prečo existuje kompenzácia studeného spoja (CJC)

Svorky meracieho modulu majú v praxi napríklad 25 °C, nie 0 °C. Merací modul preto potrebuje poznať ich teplotu a dopočítať, čo by termočlánok ukázal pri referenčnom spoji 0 °C.

Moderné transmittery a vstupy PLC to často robia automaticky. Kalkulačka tento krok ukáže explicitne:

°C → mV:  E_namerané = E(T_merací) − E(T_studený)
mV → °C:  E_merací = E_namerané + E(T_studený);  T_merací = E⁻¹(E_merací)

Bez CJC sa predpokladá studený spoj 0 °C. Ak sa studený spoj pri 25 °C ignoruje, údaj okolo izbovej teploty vychádza zhruba o 25 °C nižší.

Ako kalkulačka počíta

Napätie sa počíta z referenčných funkcií NIST ITS-90 po intervaloch: Type K −270 … 0 °C a 0 … 1372 °C (kladná vetva obsahuje okrem polynómu aj exponenciálny člen), Type J −210 … 760 °C a 760 … 1200 °C.

Prepočet napätia na teplotu rieši referenčnú funkciu numericky v rozsahu daného typu (Newtonova metóda chránená bisekciou, obmedzený počet iterácií) — bez extrapolácie mimo rozsah.

Pri Type K blízko −270 °C je citlivosť veľmi malá (rádovo µV na °C), takže malá zmena napätia tam zodpovedá veľkej zmene teploty.

Type K a Type J

Oba typy majú vlastnú referenčnú funkciu a vlastný rozsah:

  • Type K — zliatiny typu Ni-Cr / Ni-Al, rozsah referenčnej funkcie −270 … 1372 °C,
  • Type J — železo / zliatina Cu-Ni, rozsah referenčnej funkcie −210 … 1200 °C.

Kladné napätie zodpovedá štandardnej polarite NIST daného typu: merací spoj je teplejší ako referenčný. Farebné značenie vodičov sa medzi normami líši a táto kalkulačka ho nerieši.

Upozornenie

Výpočet používa referenčné funkcie NIST ITS-90 pre ideálnu štandardnú charakteristiku termočlánku. Výsledok nenahrádza kalibráciu, kontrolu tolerancie konkrétneho senzora, kontrolu polarity, kontrolu predlžovacieho alebo kompenzačného vedenia, kontrolu snímača CJC ani posúdenie celého meracieho reťazca.

SKENDE