Termocoppia di tipo J

La termocoppia di tipo J è costituita da un filo di ferro e uno di costantana. È standardizzata per temperature comprese tra -40 e 750 °C. Il tipo J è spesso utilizzato nell’industria delle materie plastiche, ad esempio per la misurazione nell’estrusore o nel canale caldo.

Oltre al tipo J, altri sette tipi di termocoppie sono standardizzati nella norma DIN EN 60584: tipo B, tipo E, tipo K, tipo N, tipo R, tipo S e tipo T.

Nell’industria di trasformazione e nell’ingegneria meccanica, l’esperienza ha dimostrato che il tipo K e il tipo J sono i più diffusi (fino a 1.200 °C). Il tipo N, praticamente una sorta di successore del tipo K, sta lentamente guadagnando importanza tra le termocoppie di “metallo base”.

Le termocoppie in metalli preziosi di tipo B, R e S sono realizzate in platino e rodio e hanno un prezzo elevato. Sono utilizzate principalmente nell’industria del vetro e nell’industria pesante (fino a 1.700 °C).

Sì, le termocoppie invecchiano a seconda delle condizioni ambientali. A causa di influenze come l’invecchiamento termico o le impurità chimiche, la tensione termoelettrica cambia nel tempo: si verifica un errore di misura, detto anche deriva. Le termocoppie con metalli preziosi, come quelle di tipo R e S, ne risentono meno.

Il funzionamento della termocoppia si basa sul suo accoppiamento materiale. È essenziale che le proprietà termoelettriche del cavo di collegamento corrispondano a quelle della termocoppia, in modo da non falsare il risultato della misurazione. A seconda dei requisiti, si utilizza un cavo termoelettrico o un cavo di compensazione.

Nel caso del cavo della termocoppia, il cavo di collegamento è costituito dallo stesso accoppiamento di materiali della termocoppia stessa. Si tratta della soluzione tecnicamente migliore, ma spesso più costosa.

Il cavo di compensazione è un’alternativa più economica. In questo caso, si utilizzano materiali che hanno proprietà termoelettriche molto simili a quelle della termocoppia stessa in un determinato intervallo di temperatura.

Naturalmente, lo stesso vale per i connettori: per le nostre termocoppie utilizziamo solo connettori compensati.

Le termocoppie e le loro deviazioni limite sono standardizzate nella norma DIN EN 60584. Esistono classi di tolleranza da 1 a 3. La classe 1 è quella con la massima precisione.

Fondamentalmente, le termocoppie sono meno precise rispetto, ad esempio, alle Pt100 e Pt1000. Pertanto, se si desidera la massima accuratezza, è meglio utilizzare una termoresistenza (a condizione che l’intervallo di temperatura sia adeguato).

Le termocoppie presentano altri vantaggi: alcuni tipi possono essere utilizzati in intervalli di temperatura molto ampi e possono tollerare temperature molto più elevate. Inoltre, le termocoppie hanno una massa termica inferiore e possono essere realizzate in diametri più piccoli. Entrambi contribuiscono a tempi di risposta estremamente brevi.

Produciamo la termocoppia con guaina a partire da un cavo con guaina a isolamento minerale. La sua guaina esterna è in acciaio inossidabile, mentre all’interno i due fili scorrono in polvere di ossido di magnesio densamente pressato. Rispetto alle termocoppie aperte o a quelle protette solo da una guaina, le termocoppie con guaina sono più durevoli e robuste.

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Per quanto riguarda il tempo di risposta di un sensore, vale la seguente regola empirica: se si raddoppia il diametro, si quadruplica il tempo di risposta. Scegliete quindi il diametro con saggezza!

Come per tutti i sensori di temperatura, la lunghezza di immersione deve essere almeno 5 volte il diametro del sensore per evitare ponti termici.