Misuratori di temperatura: ecco le nuove termocoppie

I sensori sono delle componenti fondamentali seppure invisibili, infatti spesso non si notano ma sono indispensabili per il corretto funzionamento di attrezzature, strumentazioni e impianti di vario genere. In particolare, i misuratori di temperatura sono tra i più utilizzati, sia nell’industria che in altri settori come il riscaldamento, l’Automotive, i servizi sanitari, i laboratori di ricerca e molti altri ancora. Vediamo, allora, cosa sono esattamente le termocoppie, i sensori di temperatura più usati, come funzionano e come scegliere quelle più adatte alle proprie esigenze.

Cosa sono le termocoppie?

Misurare la temperatura in maniera estremamente precisa è spesso una necessità improrogabile, per garantire il perfetto funzionamento di strumentazioni di vario genere. Ad esempio ciò è importante per i termostati, la diagnostica di alcune componenti all’interno del motore, i termometri professionali da usare in ambito medico e alimentare, in molti settori industriali, per gli impianti di riscaldamento e diversi sistemi di sicurezza.

Per ottenere una rilevazione esatta della temperatura si utilizzano appositi sensori, dispositivi che riescono a trasformare grandezze fisiche in entrata in segnali elettrici, da utilizzare per la conversione e l’identificazione di valori utilizzabili. I modelli principali di sensori termici, o misuratori di temperatura, sono le termocoppie, i sensori resistivi e quelli a semiconduttore.

La termocoppia disponibile su rs components è uno strumento il cui principio di funzionamento è l’effetto termoelettrico, composto da due conduttori elettrici realizzati in materiali differenti e opportunamente collegati. È proprio in questo punto che viene eseguita la misurazione delle temperatura, dato che viene comparato con l’estremità fredda della termocoppia, per calcolare il potenziale elettrico tra i due punti e fornire dunque un dato affidabile sulla temperatura reale rilevata.

I sensori resistivi invece sono composti da un filo metallico che oppone una resistenza, particolarmente sensibile alle variazioni di temperatura, fornendo una misurazione precisa ma allo stesso hanno bisogno di molte precauzioni, essendo uno strumento piuttosto delicato. I sensori a semiconduttori sono molto simili, tuttavia la temperatura non viene rilevata da un filo conduttore ma da un semiconduttore, migliorando la sensibilità di misurazione.

Quali sono i modelli di termocoppie e quale scegliere?

Sul mercato si possono trovare diversi tipi di termocoppie, a seconda della configurazione interna, dei materiali utilizzati e delle applicazioni per le quali sono state progettate. L’aspetto principale che differenzia le termocoppie è la taratura, ovvero la precisione e la sensibilità con la quale lo strumento è stato realizzato. Altrettanto importante è il diametro del filo della termocoppia, caratteristica dalla quale dipende la portata massima del misuratore di temperatura.

I modelli in grado di rilevare intervalli termici molto ampi sono di norma impiegati nel settore industriale, mentre quelli per un utilizzo domestico o non specifico presentano range di temperatura più piccoli. Le termocoppie sono classificate con una lettera di riferimento, tuttavia quelle più usate sono i modelli contraddistinti dalla lettera K. Si tratta di misuratori di temperatura con intervalli termici piuttosto ampi, allo stesso tempo offrono un basso costo d’acquisto e un’efficienza adeguata per molti impieghi.

Per scegliere il dispositivo giusto solitamente si prendono i considerazione alcuni aspetti, tra cui quelli principali sono la precisione, la sensibilità, la linearità, il tempo di risposta e ovviamente il costo, o meglio il rapporto qualità-prezzo. Ad esempio, le termocoppie di tipo K sono realizzate in alumel (una lega a base di nichel usata per i poli negativi) e chromel (una lega a base di nichel usata per i poli positivi), con un range di temperatura compreso tra -180°C e + 1.200°C. In ambito domestico sono spesso preferite le termocoppie di tipo E, composte da costantana (una lega di rame e nichel) e chromel, con un range termico da -40°C a +900°C.

Ogni termocoppia è quindi usata in ambiti specifici, ad esempio quelle di tipo E in ambienti particolarmente ossidanti, quelle di tipo N sono molto resistenti e sono le migliori per usi alle bassissime temperature, fino a -280°C, mentre i modelli G, C e D in utilizzi che richiedono la misurazione di temperatura estremamente elevate, fino a 2.600°C.  Per capire quale termocoppia scegliere è importante rivolgersi ad aziende specializzate, richiedendo un parere tecnico per individuare la soluzione migliore a seconda dell’ambiente di lavoro, delle applicazioni tecniche e della precisione di cui si ha bisogno.