Para a formação do termopar, pelo menos dois metais devem ser unidos para formar duas junções. O termopar não pode ser formado se as duas junções não forem formadas. Ambas as junções são mantidas em diferentes temperaturas. Um está na temperatura conhecida e o outro à temperatura desconhecida. Existem várias combinações dos metais que podem ser usados ​​para formar o termopar. No entanto, há certos metais e suas combinações que funcionam melhor do que as outras combinações e tornaram-se padrão para determinadas faixas de temperatura e para aplicações específicas.

Alguns dos elementos usados ​​comumente para termopares são:

1) Cobre como elemento independente

2) Ferro como elemento independente

3) Platina como elemento independente

4) O ródio como elemento independente

5) Irídio como elemento independente

6) Constantan: combinação de 60% de cobre e 40% de níquel

7) Cromel: combinação de 10% de cromo, 90% de níquel

8) Alumel: combinação de 2% de alumínio, 90% de níquel e restante silício e manganês

Propriedades de algumas combinações de materiais usados ​​para termopares

Aqui algumas das propriedades das combinações comumente usadas dos elementos para termopares.

1) Cobre – constantan: usado para -148 a 343°C. Saída de emf alta e barata

2) Cromel – constantan: usado para 0 a 537 F. Saída emf maior, boa estabilidade

3) Ferro – constantan: usado para 0 a 1500°C. Saída barata e alta, o ferro oxida após 815°C

4) Cromel – alumel: usado para 315 a 1093°C. Resistente à temperatura dentro do intervalo especificado

5) Platina – Ródio a 10%: usado para 704 a 1565°C. Caro e de baixa produção, resistente à oxidação, estável, usado apenas para alta temperatura.

Como escolher os elementos do termopar

Aqui estão alguns dos fatores que devem ser considerados ao selecionar as combinações de materiais para termopares.

1) A combinação dos materiais deve produzir força eletromotriz suficientemente alta (emf) quando estão conectados. Isso garante que o emf pode ser medido facilmente e o valor da temperatura pode ser obtido corretamente.

2) A combinação de materiais deve ter alta resolução ou tempo de resposta rápido: isto significa que, para cada variação de grau na temperatura das junções, há bastante emf gerado dentro do circuito para que possa ser detectado e medido facilmente.

3) Maior estabilidade: as propriedades da combinação devem permanecer estáveis ​​para a faixa de temperatura especificada.

4) Resistente à oxidação: os materiais utilizados para o termopar devem ser resistentes à oxidação, isto é especialmente importante para os materiais que são utilizados em altas temperaturas, pois tendem a se oxidar a essas temperaturas.

Para todas as combinações de materiais, o tamanho do fio é muito importante. Se as temperaturas mais altas devem ser medidas, o diâmetro do fio deve ser maior, mas nesse caso a resposta do tempo à mudança de temperatura aumenta. Por conseguinte, terá de ser feito um compromisso entre a resposta do termopar e a sua vida útil.

Formas de termopares

Os termopares estão disponíveis em várias formas e tamanhos. Eles são feitos de vários diâmetros, comprimentos, revestimentos, combinações dos materiais mencionados acima, comprimentos de fio de chumbo, etc. As formas mais comumente usadas são grânulos e sondas. Os termopares com forma de contas são altamente econômicos e têm um tempo de resposta muito rápido. As sondas estão disponíveis no mercado para medir a temperatura em diferentes aplicações, como produtos industriais, médicos, científicos, etc. Os conectores usados ​​com as sondas possuem pinos redondos, chamados conectores padrão ou os pinos planos, chamados de conectores em miniatura.

Ao selecionar o termopar para qualquer aplicação, deve-se considerar a amplitude da temperatura a ser medida, o tempo de resposta necessário, a precisão e o ambiente circundante. De acordo com as condições existentes, se pode selecionar combinações de materiais adequados e a forma adequada do termopar.