Некоторые участники этого форума планировали измерять с помощью термопар быстроизменяющиеся температуры с высокой частотой опроса:
Алексей (2006.11.25) - для проведения эксперимента по определению температурных полей при сварке, наплавке, резке металлов - http://www.lcard.ru/forumthreads/3848
Сергей (2005.03.01) – для определения мгновенных температур от абразивных зерен при шлифовании с частотой 500 кГц – http://www.lcard.ru/forumthreads/2241
С.Ю. (2005.01.06) – для измерения температур с частотой опроса 1…100 раз в секунду - http://www.lcard.ru/forumthreads/2170

Меня интересует определение термических циклов при дуговой сварке. Для этого необходимо проводить измерения температуры в различных точках свариваемых деталей. Необходимо проводить именно точечное измерение, поэтому единственный способ – это использование термопар. Метод не новый, его давно применяют как наши исследователи, так и зарубежные. В частности, его использовали в работах:

1. Влияние термического цикла сварки на структуру и фазовый состав металла зоны термического влияния мартенситностареющей стали / Шоршоров М.Х., Антипов В.И., Кудинов Е.Д., Михалева Э.И. // Металловедение и термическая обработка металлов. – 1979. - №11. – С. 62-63.
2. Сравнительная оценка циклической прочности сварных соединений титановых сплавов / Григорьянц А.Г., Флоринский Ю.Б., Моряков В.Ф., Кваша Ю.Н. // Автоматическая сварка. – 1983. - № 4. – С. 16-18.
3. Барчуков Д.А. Исследование влияния скорости охлаждения наплавленной теплостойкой стали высокой твердости на ее стойкость к образованию горячих трещин // http://science-bsea.narod.ru/2003/mashi … rhukov.htm
4. Poorhaydari K., Patchett B.M., Ivey D.G. Estimation of Cooling Rate in the Welding of Plates with Intermediate Thickness // Welding Journal. – 2005. – October. – P. 149-155-s.

Особенность термических циклов при сварке – очень высокие мгновенные скорости нагрева и охлаждения; в точках, приближенных к источнику тепла они могут достигать сотен и даже тысяч град/с. Но термопары имеют большую инерционность. Она снижается при уменьшении диаметра термоэлектродов и горячего спая, но даже для тонких термоэлектродов ф0,1…0,2 мм показатель тепловой инерции может составлять  секунды. (Показатель (или постоянная) тепловой инерции – время, необходимое для того, чтобы разность температур между средой и термоприемником (термопарой) при ступенчатом изменении температуры уменьшилась на 63% от первоначального значения)
Исследования тепловой инерции термопар с различными диаметрами термоэлектродов и размерами спая проводили в работе [Морозов С.И., Наумов Е.Д. Определение тепловой инерции микротермопар в осесимметричной воздушной среде // Инженерно-физический журнал. – 1968. - №12. – С. 1100-1105]. При этом получили значения постоянной тепловой инерции, в зависимости от условий проведения эксперимента и диаметра спая от 0,1 до 1,2 с. Наименьшее значение, полученное при диаметре термоэлектродов 0,2 мм и диаметре горячего спая 0,410 мм составило 0,1 с.
Изготовление малоинерционных термопар путем электрохимического утонения термоэлектродов описано в статьях [Федюкович А.К., Видин Ю.В. Технология изготовления малогабаритных термопар с электродами переменного сечения // Приборы и техника эксперимента. – 1977. - № 1. – С. 261-262] и [Федюкович А.К., Видин Ю.В., Замятина В.В. Изготовление малоинерционной термопары // Приборы и техника эксперимента. – 1990. - № 3. – С. 222-223]. Также малоинерционным термопарам посвящена монография [Видин Ю.В., Федюкович А.К. Малоинерционные датчики температуры], однако ее нет в открытом доступе.
Фирма Omega (США) предлагает специальные быстрые термопары [http://www.ee.nmt.edu/~anders/courses/e … _CO-K.pdf] У самых быстрых из них постоянная тепловой инерции 2…5 мс; но они не годятся для точечных измерений, т.к. у них размер чувствительного элемента (типа плоского спая) 2,5х10 мм. А их термопары с обычным спаем 0,3 мм имеют постоянную тепловой инерции уже 300 мс.

Таким образом, исследователи достаточно широко используют термопары для определения термических циклов с быстроизменяющимися температурами (до тысяч градусов в секунду). В то же время известно, что инерционность используемых ими термопар слишком велика для данных процессов (десятые доли секунды). Поэтому, как мне кажется, достоверность получаемых ими данных сомнительна.

Любезно прошу специалистов поделиться своим мнением по данному вопросу, в особенности ценным будет опыт тех  кто на практике сталкивался с ним. Как вы проводили эксперименты, какие получали результаты, были ли в результатах явные несоответствия, которые можно объяснить инерционностью термопар? Буду рад, если мои выкладки также помогут кому-то объяснить или решить проблемы термометрирования.

Анур, спасибо за качественно заданный вопрос. Если не возражаете, я дополню его:
- Какие частоты преобразования АЦП и какие точности измерений реально необходимы для подобного рода быстродействующих термопарных задач? Поделитесь пожалуйста этими данными (ссылками), у кого они есть.

Здраствуйте, вопрос быстродействующего датчика температуры и меня волнует. Хочу заметить, что быстродействие термопары зависит не только от диам. термоэлектродов но и от монтажной длинны термопары. Что касается сбора данных посоветую NI PCI 6255? 16- разрядное АЦП 9(это важно при съеме мкВ), частота платы 1,25 МГц, возможность подключения термистора для измерения х.с. Если где-то найдете датчик или малоинерционную (100 - 200 мс) термопару(длинной 2 метра)пожалуйста сообщите, спасибо.