Extensión de cable de termopar

Quiero usar un termopar (tipo K) para un controlador de temperatura PID en un sistema de calefacción. El termopar debe poder conectarse al sistema. Decidí usar un conector de grado industrial como el que se muestra a continuación para esto.

Mi pregunta es: ¿Hay algún impacto en las mediciones correctas y/o la precisión de las mediciones cuando se usan conexiones de termopar?

Conector de aviación para conectar el cable del termopar

Ese es un conector GX16 (conector de micrófono) en el que nunca podrá soldar cables de termopar: D simplemente use los conectores de termopar (que tienen tornillos y están hechos de los metales correctos) e intente estimar el desajuste. También hacen alambre especial para extensión, depende de la distancia y precisión que necesites
Para soldar cables de termopar, un truco fácil es engarzar primero una férula.
Los termopares son difíciles de extender. ¿Es posible utilizar otro tipo de sensor?
@jpa Es un truco fácil si no tiene especificaciones que cumplir con la precisión de la temperatura, claro, pero no es la forma correcta de conectar los cables del termopar a nada. Para un proyecto de pasatiempo sin preocupaciones, esto "funciona", pero está mal de principio a fin y nunca debe hacerse en un trabajo profesional de ningún tipo.
Para temperaturas de -55 °C a +125 °C y cantidades inferiores a decenas de miles, un DS18B20 es mucho más fácil de usar.

Respuestas (5)

La forma "correcta" de hacer esto es usar conectores específicos para termopares que usan los metales apropiados como pines. Aquí hay un ejemplo de Omega :

control

Como dijo Neil_UK, también puede encontrarlos en estilos de mamparo.


Otra solución podría ser usar un "transmisor de termopar" que le permitiría usar su conector preferido.

Se instalan más cerca del termopar, utilizando el cable de termopar apropiado. Realizan la conversión de temperatura y luego proporcionan una salida industrial estándar (por ejemplo, 0-5 V CC o 4-20 mA).

Esta salida puede usar cableado y conectores de cobre estándar de vuelta a su controlador PID.

Aquí hay un ejemplo de cómo se ven. Nunca he usado este específico:

transmisor_tc

Puede notar que la tira de terminales en el transmisor no está compuesta de materiales de termopar. ;-)
Usualmente no. Por un lado, a menudo son 'universales' y se pueden configurar para diferentes termopares. La clave es mantener el conector isotérmico con "algo". En el caso de la disposición de OP, los cables de entrada y salida deben tener la misma temperatura. En el caso del transmisor hay un sensor de temperatura internamente y debe leer la temperatura de la unión de tb a cable con precisión. ¡Los cables gruesos lo hacen más difícil!
@SpehroPefhany Gracias :) Había cometido un error tipográfico en mi comentario y lo borré, ¡pero ahora nadie sabe a qué dije que estabas respondiendo! De todos modos, su información es buena y útil :)

Depende del cable que utilice para volver a conectar el conector circular a su controlador PID.

Si usa un cable de termopar tipo K, entonces el error de temperatura se limitará a la diferencia de temperatura entre los contactos del conector, que, dada la cubierta metálica continua alrededor del conector, debería ser bastante pequeña.

Si usa cable de cobre, entonces está configurando efectivamente la unión fría en el conector y podría experimentar un error de temperatura del orden de la diferencia de temperatura entre el controlador PID (donde cree que está la unión fría) y el conector Dependiendo de dónde se encuentren las fuentes de calor en el equipo, podría haber una diferencia de decenas de grados entre ellas.

Puede comprar enchufes hembra de montaje en panel específicamente para cables de extensión de termopar. Están hechos de materiales de termopar, por lo que su temperatura se vuelve irrelevante cuando se usa para extender el cable del termopar. Sin embargo, la mayoría de ellos no son tan robustos como el conector que ha mostrado. IIRC, si compra un conector circular lo suficientemente caro, puede ordenar que los pines específicos estén hechos de material de termopar para este mismo propósito.

Una consideración importante es el mantenimiento y la búsqueda de fallas. Si hay un zócalo de termopar tipo K estándar en su panel frontal o posterior, entonces cualquier técnico de mantenimiento sabrá qué es y obtendrá resultados precisos y repetibles cuando conecte su equipo tipo K. Si ha utilizado algunos materiales de contacto no estándar en un conector no estándar, ¿estará presente para siempre para encontrar fallas?

De hecho, puede obtener pines hechos en ciertos materiales de termopar, aunque puede tener problemas si desea usar un termopar tipo R o algo así (los que están hechos de aleaciones de platino y rodio). Sin embargo, a la mayoría de las personas solo les importan los tipos K, J y tal vez T.

Neil_UK explicó la mayoría de los problemas. Pero noté algo más, también.

Eso parece un conector de soldadura. No creo que le resulte fácil soldar cables de termopar tipo K. Si bien nunca he intentado soldarlos, he leído que es difícil.

Además, antes he pegado termopares tipo K (con unión expuesta) en soldadura fundida (para medir la temperatura de la soldadura) y cuando lo hice, descubrí que la soldadura no se pegaba a los cables del termopar.

Por lo tanto, si usa este conector, puede terminar con resultados inexactos debido a la dificultad de soldar los cables.

Una forma de evitar esto podría ser usar férulas de crimpado en los cables del termopar y luego soldar la férula al conector. No estoy seguro de si todo eso encajará dentro de la carcasa, pero tal vez lo haga. Las férulas para alambre de termopar son bastante pequeñas.

Es posible soldar cables tipo K, aunque deben estañarse previamente con algo más agresivo que la soldadura multinúcleo ordinaria. Compré una longitud de multinúcleo de soldadura de aluminio hace décadas, que funciona para tipo K.

Si hay una diferencia de temperatura entre los dos pares de contactos en el conector, también puede generar un EMF térmico y afectar su precisión, tal vez por el equivalente a 1 °C más o menos.

Utilice un conector de buena calidad (hará una mejor conexión metálica) y, si es posible, utilice varios pares de contactos para cada cable de termopar.

Sí, puede usar estos conectores para termopares. No es lo ideal, pero funcionarán.

El error sería peor si hubiera un gradiente de temperatura en el conector. En condiciones benignas, no afectará mucho la imprecisión inherente; por lo general, el sensor de unión fría es la mayor fuente de error.

La soldadura puede o no ser un problema. Puede extender el tipo K con el tipo T sin demasiados errores, siempre que las uniones adicionales no sean demasiado calientes o frías. El tipo T (cobre-Constantan) es bastante soldable.

A veces, los cables tipo K están recubiertos de cobre para que se puedan soldar.

De lo contrario, un truco es estañar los extremos con soldadura de plata, que en sí misma es bastante soldable (luego puede soldar suavemente al conector; es poco probable que el conector sobreviva a las temperaturas de soldadura de plata directa). La soldadura (y el fundente corrosivo necesario) que se utiliza para el acero inoxidable probablemente también funcione, ya que los metales tipo K son similares al acero inoxidable. Asegúrese de limpiar el fundente a fondo.