Провода удлинения термопары

В каждом контуре термопары должен быть и «горячий» спай (в месте измерения температуры) и «холодный» спай (в месте подключения измерительного прибора) - это неизбежное последствие формирования замкнутого контура измерений, использующего разнородные металлические провода. Мы уже знаем, что напряжение, полученное измерительным прибором от термопары, будет разницей между напряжениями «холодного» и «горячего» спаев. Так как цель большинства температурных инструментов состоит в том, чтобы точно измерить температуру в определенном местоположении, эффект «холодного» спая нужно компенсировать возможными средствами средствами: или в контур добавить некоторое напряжение компенсации или с помощью программного алгоритма. Для эффективной компенсации «холодного» спая механизм компенсации должен "знать" температуру его места нахождения. Этот факт настолько очевиден, что едва ли требует упоминания. Однако, что не настолько очевидно, эта проблема может быть решена просто применением проводов определенного типа в контуре термопары. Чтобы проиллюстрировать это, рассмотрим простой способ установки термопары тип K, когда она соединяется непосредственно с термометром с помощью собственных длинных проводов:   

 

Как и у всех современных приборов, при измерения температуры с помощью термопары, в изображенном приборе имеется термистор для измерения температуры терминала, к которому присоединяются провода термопары. Соответственно, прибор вырабатывает компенсирующее напряжение для того, чтобы на индикаторе отображалась температура именно той точки, в которой мы ее измеряем. Теперь рассмотрим подключение той же термопары длинным медным кабелем (состоящим из двух проводов) к терминалу индикатора: 

 

Даже при том, что ничего не изменилось в контуре термопары, за исключением типа соединительных проводов от термопары к индикатору, местоположение «холодного» спая полностью изменилось. «Холодный» спай переместился на терминал, установленный в поле совершенно при другой температуре, чем измеряется термистором индикатора. Это означает, что компенсации «холодного» спая не будет.

Единственный практический способ избежать этой проблемы состоит в том, чтобы держать «холодный» сплав там, где это положено. Если нам необходимо использовать удлинительные провода, чтобы присоединить термопару к расположенному на далеком расстоянии инструменту, то провода должны иметь тип, который не образуют дополнительного соединения разнородных металлов в «голове» термопары, а сформируют только одно такое соединение на терминале прибора.

Очевидный подход состоит в том, чтобы просто использовать удлинительный провод из того же самого металла, из которого изготовлены провода используемой термопары. Это означает, что для нашей гипотетической термопары типа K для соединения терминала «головы» термопары с терминалом индикатора должен применяться удлинительный кабель типа K:

Единственная проблема данного метода - потенциальный расход кабеля из материала термопары. Это особенно заметно с некоторыми типами термопар, где используемые металлы являются несколько экзотическими. Более экономичная альтернатива состоит в применении провода более дешевого, но имеющего такие же термоэлектрические характеристики в более узком диапазоне температур, в которых используется удлинительный кабель. Это дает более широкий выбор металлических сплавов для применения, некоторые из которых существенно дешевле, чем применяемые в термопарах.