Termokupl, sıcaklık ölçümü için bilinen bir cihazdır ve tüketicilerin seçebileceği çeşitli sensör türlerinden oluşur. K tipi termokupldan J tipine, T tipine ve daha fazlasına kadar, farklılıklarını anlamak ve bir sonraki termokupl Arduino projeniz için uygun olanı satın almak kolay bir iş olmayabilir!
Ancak endişelenmeyin, bu kılavuz aracılığıyla size yardımcı olacağım ve şunları açıklayacağım:
- Termokupl nedir?
- Termokupl nasıl çalışır?
- Termokupl türleri nelerdir?
- Termokupl nasıl seçilir?
- Termokupl Arduino ile nasıl kullanılır?
Termokupl nedir? Tanım
Termokupl, sıcaklığı ölçmek için kullanılan iki metal parçasından oluşan bir sensördür. Bu iki metal parçası bir uçta kaynaklanarak, sıcaklığın ölçüldüğü bir bağlantı noktası oluşturur.
Yukarıdaki resim, Seeed’de mevcut olan bir K tipi termokupldur! Daha fazla bilgi edinmek için buraya tıklayabilirsiniz!
Termokupl nasıl çalışır?
Termokupl çalışma prensibi
Termokupl, 18. yüzyılda Alman fizikçi Thomas Johann Seebeck tarafından keşfedilen Seebeck etkisi (aynı zamanda termoelektrik etki olarak da bilinir) prensibine dayanarak çalışır.
Seebeck etkisi, iki farklı metalin iki bağlantı noktasında birleştirildiğinde bir elektromotif kuvvet (emf) üretildiğini belirtir.
Bu çalışma prensibini daha iyi anlamak için, bir termokupl devresine bakalım!
Termokupl devresi açıklaması
Aşağıdaki diyagram, termokuplarda yaygın olarak görülen bir elektrik devresini göstermektedir. İşte bu illüstrasyon aracılığıyla termokupların nasıl çalıştığı:
- İki metal parçası bir uçta kaynaklanarak bir bağlantı oluşturur
- Sıcak bağlantı, sıcaklık üreten ısı kaynağıdır
- Sıcaklıkta bir değişiklik olduğunda, metaller arasında bir voltaj farkı üretilir
- Termokupl referans tabloları, voltajı yorumlamak için kullanılır ve sıcaklık hesaplanır
Termokupllar ne için kullanılır?
Artık termokuplların nasıl çalıştığını anladığımıza göre, uygulamalarına bakalım.
Termokupllar yalnızca endüstriyel uygulamalarda değil, günlük aletlerinizde de kullanılır:
- Endüstriyel uygulamalar:
- Metallerin sıcaklık ölçümü
- Fırınlar, motorlar, süreçler için sıcaklık ölçümü
- Gıda endüstrisi; süt pastörizasyonu ve kriyojenik
- Günlük uygulamalar:
- Termokupl ocakları
- Ocaklar
- Kızartıcılar
Genel olarak, termokupllar ölçüm ve kontrol için yaygın olarak kullanılan bir sıcaklık sensörü türüdür, ancak RTD ve termostat gibi diğer sıcaklık sensörü türleriyle karşılaştırıldığında farklılıklar içerir. Farklılıkları daha sonra konuşacağız.
Termokupl, RTD ve termistör arasındaki fark nedir?
Termokupl, sıcaklık ölçümü için yaygın sensör türleri olan RTD ve termistörlerle karşılaştırılabilir.
Not: Aşağıdaki tablo yalnızca karşılaştırma amaçlıdır, her sensörün uygunluğu ne yapmaya çalıştığınıza bağlıdır.
| RTD | Termistör | Termokupl | |
|---|---|---|---|
| Sıcaklık nasıl ölçülür | Metal dirençleri kullanır ve sıcaklığı direnç değişimleriyle ölçer | Seramik/polimer direnç kullanır ve sıcaklığı direnç değişimleriyle ölçer | İki metal tel kullanır ve sıcaklığı bağlantılardaki voltaj farkıyla ölçer |
| Tipik sıcaklık aralığı | -200 ila 650°C | -100 ila 325°C | 200 ila 1750°C |
| Maliyet | En pahalı | Düşük maliyetli ile orta arasında | En düşük |
| Algılama hassasiyeti | Genel tepki süresi 1 ila 50s ile düşük hassasiyet | Orta hassasiyet ile genel tepki süresi | İyi hassasiyet ile genel tepki süresi 0.10 ila 10s arasında |
| Doğrusallık | Oldukça doğrusal | Üssel | Doğrusal olmayan |
| Termal Uyarım | Gerekli, akım kaynağı | Gerekli, voltaj kaynağı | Gerekli değildir |
| Uzun vadeli stabilite | Stabil, 0.05°C | Stabil, 0.2°C | Değişken |
| En iyi kullanım alanı | Daha tutarlı okumalar ile tipik doğruluk ±0.1°C | Tutarlı okumalar ile tipik doğruluk ±0.1°C | Daha yüksek sıcaklık aralığı ile tipik doğruluk ±0.5°C |
Yukarıdaki termokupllar, RTD ve termistörler arasındaki karşılaştırmanın yanı sıra, termokupl ve termopil arasındaki farklar da sıkça konuşulmaktadır.
Basit bir şekilde anlamanızı sağlamak için, dikkat etmeniz gereken tek bir ana fark vardır:
- Termokupl, sıcaklığı ölçmek için kullanılan iki metal parçasından oluşan bir sensördür.
- Termopil, termal enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren bir cihazdır.
Termokupl türleri nelerdir?
Artık termokuplların ne olduğunu ve nasıl çalıştığını anladığınıza göre, termokupl türlerine daha derinlemesine bakalım.
8 termokupl türü vardır, “temel metal ve değerli metal” olarak sınıflandırılmıştır:
- Temel metalden yapılmış termokupl türleri:
- K tipi
- J tipi
- T tipi
- E tipi
- N tipi
- Değerli metalden yapılmış termokupl türleri:
- R tipi
- S tipi
- B tipi
K tipi Termokupl (En popüler)
Şüphesiz en popüler termokupl türü K tipi termokupldır. Geniş sıcaklık aralığı ve dayanıklılığı ile birçok kişi tarafından tercih edilmektedir!
K tipi termokupla ilgili her şey:
Kullanılan iletken malzeme:
- Nikel-Krom (+), Alumel (-)
Renk Kodu:
- ANSI (Amerika): Sarı (+), Kırmızı (-)
- IEC: Yeşil (+), Beyaz (-)
Sıcaklık aralığı:
- -200°C ila 1250°C
- Fahrenheit: –328 ila 2,282F
Doğruluk
- Standart: +/- 2.2°C veya +/- 0.75%
- Özel hata limitleri: +/- 1.1°C veya +/- 0.4%
J tipi Termokupl (K’dan daha az güçlü bir seçenek)
Temel metal listesinde ikinci sırada J tipi termokupl yer almaktadır. Daha küçük bir sıcaklık aralığına sahip olmasına ve daha yüksek sıcaklıklarda algılama kapasitesinin daha az olmasına rağmen, hala yaygın bir seçenektir!
J tipi termokupla ilgili her şey:
Kullanılan iletken malzeme:
- Demir (+), Konstantan (-)
Renk kodu:
- ANSI (Amerika): Beyaz (+), Kırmızı (-)
- IEC: Siyah (+), Beyaz (-)
Sıcaklık Aralığı:
- -210 ila 760°C
- Fahrenheit: –346 ila 1,400F
Doğruluk:
- Standart: +/- 2.2°C veya +/- 0.75%
- Özel hata limitleri: +/- 1.1°C veya +/- 0.4%
T tipi Termokupl (Düşük sıcaklık seçeneği)
Üçüncü olarak, T tipi termokupllar. Kriyojenik gibi son derece düşük sıcaklıklar gerektiren gıda endüstrisi uygulamalarında yaygın olarak kullanılır, daha küçük bir sıcaklık aralığına rağmen daha düşük sıcaklık okumaları sunar.
T tipi termokupla ilgili her şey:
Kullanılan iletken malzeme:
- Bakır (+), Konstantan (-)
Renk kodu:
- ANSI (Amerika): Mavi (+), Kırmızı (-)
- IEC: Kahverengi (+), Beyaz (-)
Sıcaklık aralığı:
- -270 ila 370°C
- Fahrenheit: –454 ila 700F
Doğruluk:
- Standart: +/- 1.0°C veya +/- 0.75%
Özel hata limitleri: +/- 0.5°C veya 0.4%
E tipi Termokupl (K ve J’den daha yüksek doğruluk)
Başlığı okuyup E tipi, popüler olanlardan daha yüksek doğruluğa sahip olduğu için en iyi termokupl türü mi diye düşünmeyin, bekleyin!
E tipi termokupl, K ve J tipi termokuplardan daha yüksek doğruluk ve daha güçlü bir sinyal sunar, ancak yalnızca orta sıcaklık aralıklarında ve altında!
E tipi termokupla ilgili her şey:
Kullanılan iletken malzeme:
- Nikel-Krom (+), Konstantan (-)
Renk kodu:
- ANSI (Amerika): Mor (+), Kırmızı (-)
- IEC: Mor (+), Beyaz (-)
Sıcaklık aralığı:
- -200 ila 900°C
- Fahrenheit: -328 ila 1652F
Doğruluk:
- Standart: +/- 1.7°C veya +/- 0.5%
- Özel hata limitleri: +/- 1.0C veya 0.4%
N tipi Termokupl (K Tipinin pahalı versiyonu)
N tipi Termokupl, sıcaklık sınırı ve doğruluk açısından popüler K tipi ile benzer özellikler taşır ve daha pahalı bir fiyatla satılmaktadır.
Tip N termokupl hakkında her şey:
Kullanılan tel malzemesi:
- Nicrosil (+), Nisil (-)
Renk kodu:
- ANSI (Amerika): Turuncu (+), Kırmızı (-)
- IEC: Pembe (+), Beyaz (-)
Sıcaklık Aralığı:
- -270 ile 392°C
- Fahrenheit: -454 ile 2300F
Doğruluk:
- Standart: +/- 2.2°C veya +/- 0.75%
- Özel Hata Sınırları: +/- 1.1°C veya 0.4%
S tipi Termokupl (Yüksek sıcaklık termokuplu)
Üç soylu metal tipi termokuplun ilki Tip S’dir. Yüksek sıcaklık algılama yetenekleri ile tasarlanmış olup, bu tür koşullarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tür koşullar arasında İlaç sanayileri, Biyoteknoloji vb. bulunmaktadır.
Tip S Termokupl hakkında her şey:
Kullanılan tel malzemesi:
- Platin Rhodyum (+), Platin (-)
Renk kodu:
- ANSI (Amerika): Siyah (+), Kırmızı (-)
- IEC: Turuncu (+), Beyaz (-)
Sıcaklık Aralığı:
- 0 ile 1450°C
- Fahrenheit: 32 ile 2642F
Doğruluk:
- Standart: +/- 1.5°C veya +/- 0.25%
- Özel Hata Sınırları: +/- 0.6°C veya 0.1%
R Tipi Termokupl (S tipinden benzer ama daha pahalı)
Üç soylu metal tipi termokuplun ikincisi R tipidir. S tipine benzer şekilde, yüksek sıcaklık algılama yetenekleri ile tasarlanmıştır. Ancak, R tipi, daha yüksek bir Rhodyum yüzdesi ile oluşturulduğu için S tipinden daha pahalıdır.
Tip R Termokupl hakkında her şey:
Kullanılan tel malzemesi:
- Platin Rhodyum (+), Platin (-)
Renk kodu:
- ANSI (Amerika): Siyah (+), Kırmızı (-)
- IEC: Turuncu (+), Beyaz (-)
Sıcaklık Aralığı:
- 0 ile 1450°C
- Fahrenheit: 32 ile 2642F
Doğruluk:
- Standart: +/- 1.5°C veya +/- 0.25%
- Özel Hata Sınırları: +/- 0.6°C veya 0.1%
B Tipi Termokupl (En yüksek sıcaklık limiti)
Bu listedeki son termokupl B tipi termokupldur. Tip R ve Tip S’nin yüksek sıcaklık limiti sunduğunu mu düşünüyorsunuz? B tipi, listelenen tüm termokuplar arasında daha yüksek bir sıcaklık limiti sunarak bunu geliştirir!
En yüksek sıcaklık limitini sunmakla kalmaz, aynı zamanda bu yüksek sıcaklıklarda doğruluk ve stabiliteyi de korur!
Tip B Termokupl hakkında her şey:
Kullanılan tel malzemesi:
- Platin Rhodyum (+), Platin Rhodyum (-)
Renk kodu:
- ANSI (Amerika): Siyah (+), Kırmızı (-)
- IEC: Turuncu (+), Beyaz (-)
Sıcaklık Aralığı:
- 0 ile 1700°C
- Fahrenheit: 32 ile 3100F
Doğruluk:
- Standart: +/- 0.5%
- Özel Hata Sınırları: +/- 0.25%
Tüm Termokupl Tipleri Arasındaki Farklar Nedir
İşte tüm termokupl tipleri arasında özetlenmiş karşılaştırmalı bir tablo. Termokupl seçerken bu tabloya başvurabilirsiniz.
| Kullanılan Tel Malzemesi | Renk Kodu | Sıcaklık Aralığı | Doğruluk | |
|---|---|---|---|---|
| K tipi | Nikel-Krom (+) Alumel (-) |
ANSI (Amerika): Sarı (+), Kırmızı (-)
IEC: Yeşil (+), Beyaz (-) |
200°C ile 1250°C
Fahrenheit: –328 ile 2,282F |
Standart: +/- 2.2°C veya +/- 0.75%
Özel: +/- 1.1°C veya +/- 0.4% |
| J tipi | Demir (+) Constantan (-) |
ANSI (Amerika): Beyaz (+), Kırmızı (-)
IEC: Siyah (+), Beyaz (-) |
-210 ile 760°C
Fahrenheit: –346 ile 1,400F |
Standart: +/- 2.2°C veya +/- 0.75%
Özel: +/- 1.1°C veya +/- 0.4% |
| T tipi | Bakır (+) Constantan (-) |
ANSI (Amerika): Mavi (+), Kırmızı (-)
IEC: Kahverengi (+), Beyaz (-) |
-270 ile 370°C
Fahrenheit: –454 ile 700F |
Standart: +/- 1.0°C veya +/- 0.75%
Özel: +/- 0.5°C veya 0.4% |
| E tipi | Nikel-Krom (+) Constantan (-) |
ANSI (Amerika): Mor (+), Kırmızı (-)
IEC: Mor (+), Beyaz (-) |
-200 ile 900°C
Fahrenheit: -454 ile 1600F |
Standart: +/- 1.7°C veya +/- 0.5%
Özel: +/- 1.0C veya 0.4% |
| N tipi | Nicrosil (+) Nisil (-) |
ANSI (Amerika): Turuncu (+), Kırmızı (-)
IEC: Pembe (+), Beyaz (-) |
270 ile 392°C
Fahrenheit: -454 ile 2300F |
Standart: +/- 2.2°C veya +/- 0.75%
Özel: +/- 1.1°C veya 0.4% |
| S tipi | Platin Rhodyum (+) Platin (-) |
ANSI (Amerika): Siyah (+), Kırmızı (-)
IEC: Turuncu (+), Beyaz (-) |
0 ile 1450°C
Fahrenheit: -32 ile 2642F |
Standart: +/- 1.5°C veya +/- 0.25%
Özel: +/- 0.6°C veya 0.1% |
| R tipi | Platin Rhodyum (+) Platin (-) Daha yüksek Rhodyum yüzdesi |
ANSI (Amerika): Siyah (+), Kırmızı (-)
IEC: Turuncu (+), Beyaz (-) |
0 ile 1450°C
Fahrenheit: -32 ile 2642F |
Standart: +/- 1.5°C veya +/- 0.25%
Özel: +/- 0.6°C veya 0.1% |
| B tipi | Platin Rhodyum (+)
Platin Rhodyum (-) |
ANSI (Amerika): Siyah (+), Kırmızı (-)
IEC: Turuncu (+), Beyaz (-) |
0 ile 1700°C
Fahrenheit: 32 ile 3100F |
Standart: +/- 0.5%
Özel: +/- 0.25% |
Termokupl sensörü nasıl seçilir?
Bir termokupl seçmek, nihayetinde ne amaçla kullanacağınızla ilgilidir. Öncelikle, yukarıdaki bölümdeki tabloya başvurarak tüm termokupl tipleri hakkında genel bir anlayış elde edebilirsiniz, ardından aşağıdaki faktörleri göz önünde bulundurabilirsiniz:
Sıcaklık aralığı:
- En geniş sıcaklık aralığı için: K tipi termokupl seçin
- Yüksek sıcaklıklarda stabilite için: N tipi termokupl seçin
- Düşük sıcaklık kullanımı için: T tipi termokupl seçin
Kullandığınız ortam:
- Kimyasal veya aşındırıcı olmayan güvenli bir ortamda kullanım için; daha hızlı tepki süreleri sunduğu için topraksız bir termokupl seçin
- Topraksız termokupl, kılıfa temas etmeyen, açıkta kalan termokupl telleridir
- Kimyasal veya aşındırıcıya maruz kalan bir ortamda kullanım için, topraklı termokupl en iyi şekilde çalışır
Termokuplu Arduino ile nasıl kullanılır?
Hangi tip termokupl alacağınıza karar vermiş olsanız da olmasanız da, yalnızca bir termokupla Arduino ile kullanım yetersizdir.
Bu nedenle, bu bölüm, termokuplunuzu Arduino ile kullanabileceğiniz ürünler hakkında öneriler sunacaktır!
Grove – Yüksek Sıcaklık Sensörü
Grove – Yüksek Sıcaklık Sensörü, K tipi termokupl sıcaklık algılama kullanır ve ortam sıcaklığını algılamak için bir Termistör ile sıcaklık telafisi sağlar.
Grove sistemimiz sayesinde Grove sistemi ve bu sensördeki özel Grove portu ile, termokuplunuzu tak-çalıştır yöntemiyle Arduino’nuzla bağlayabilirsiniz, bu da termokuplu Arduino’yu basit bir gerçeklik haline getirir!
Daha fazla bilgi almak ister misiniz? Ürün sayfamıza buradan ulaşabilirsiniz! Bununla birlikte bir termokupl Arduino kılavuzu da sağlıyoruz!
Termokupl Amplifikatörleri
Termokuplunuzu Arduino ile eşleştirmek için düşünebileceğiniz bir diğer seçenek, termokupl amplifikatörlerimizdir!
Not: Termokupl amplifikatörlerimizin tamamı soğuk bağlantı telafisi ve içinde bir termokupldan dijitale dönüştürücüye sahiptir.
Grove – 1-Wire Termokupl Amplifikatörü (MAX31850K)
Muhtemelen MAX31855 termokupl amplifikatörleri hakkında duymuşsunuzdur, ancak MAX31850 tabanlı bu termokupl amplifikatörü karşılaştırıldığında aynı çözünürlüğü sunmaktadır.
Özellikle k tipi termokuplar için tasarlanmış olan bu amplifikatör, 64-bit ROM ve 1-wire arayüzüne sahiptir, bu da yalnızca bir mikrodenetleyici ile birden fazla termokuplun kullanılmasına olanak tanır!
Özellikleri, spesifikasyonları ve uygulamaları hakkında daha fazla bilgi edinmek ister misiniz? Ürün sayfamıza buradan ulaşabilirsiniz! Ayrıca yanında bir Arduino kılavuzu da sağlıyoruz!
Grove – I2C Termokupl Amplifikatörü (MCP9600)
Diğer seçenek ise MCP9600 tabanlı bu termokupl amplifikatörüdür. MAX31855 ile karşılaştırıldığında, bu seçenek aynı I2C arayüzünü kullanmasına rağmen daha yüksek bir çözünürlük sunmaktadır.
Önceki termokupl amplifikatörü seçeneğiyle benzer şekilde, bu modül de k tipi bir termokupla birlikte kullanılmak üzere tasarlanmıştır!
Özellikleri, spesifikasyonları ve uygulamaları hakkında daha fazla bilgi edinmek ister misiniz? Ürün sayfamıza buradan ulaşabilirsiniz! Ayrıca yanında bir Arduino kılavuzu da sağlıyoruz!
Özet
Bugün termokupllar ve birini seçme kılavuzu hakkında söyleyeceklerim bu kadar. Umarım bu blog ile termokupllar, türleri ve bir sonraki termokupl Arduino projeniz için uygun olanı nasıl seçeceğiniz hakkında daha fazla bilgi edinmişsinizdir!
Sunmuş olduğumuz k tipi termokupl hakkında daha fazla bilgi için ürün sayfamızı kontrol edebilirsiniz!
MAX31855 karşılaştırmasıyla birlikte Termokupl Amplifikatörleri hakkında daha fazla bilgi için bu makaleyi inceleyebilirsiniz!