termocoppia
termocoppia
Trasduttore di temperatura, costituito da due conduttori metallici di differente materiale, il cui funzionamento è basato sull’effetto Seebeck, secondo il quale tra due conduttori sottoposti a un gradiente termico viene a crearsi una differenza di potenziale elettrico. In una termocoppia i due conduttori, uniti a un’estremità, sono pertanto percorsi da una corrente proporzionale (in prima approssimazione) alla differenza di temperatura fra una giunzione (detta giunzione calda) e l’altra (detta giunzione fredda). Convenzionalmente la giunzione calda è il punto di misura, mentre la giunzione fredda è costituita dall’estremità libera dei due conduttori. I metalli impiegati variano al variare delle condizioni ambientali e dell’intervallo di temperature d’interesse. I principali tipi di combinazioni sono: rame/costantana, ferro/costantana, cromel/costantana, cromel/alumel, platino-rodio/platino, tungsteno/renio. La costantana è una lega 60% rame, 40% nichel; l’alumel è una lega 95% nichel, 2% manganese, 2% alluminio, 1% silicio; il cromel è una lega 90% nichel, 10% cromo. I primi quattro sono i più usati e sono denominati, secondo lo standard internazionale UNI 7938, rispettivamente tipo T, tipo J, tipo E, tipo K. Per effettuare misure di temperatura precise bisogna compensare l’errore dovuto al collegamento con i terminali di misura (che danno vita a una nuova giunzione) e disporre di una temperatura di riferimento a 0 °C (difficilmente ottenibile con precisione nell’ambiente di misura). In commercio esistono circuiti integrati specifici che effettuano tale compensazione. Le termocoppie presentano un basso valore del segnale d’uscita e una scarsa linearità del legame tra temperatura e potenziale. Il loro principale limite risulta proprio l’accuratezza, con errori sistematici anche dell’ordine del grado centigrado. Risultano tuttavia tra i trasduttori più diffusi grazie al basso costo e a una buona resistenza alle sollecitazioni ambientali. In commercio ne esiste una vasta gamma, che permette di coprire un intervallo di temperatura molto esteso, da ca. −250 °C a ca. +2000 °C, a seconda dell’applicazione richiesta. Un insieme di termocoppie disposte in serie l’una all’altra è detto termopila.