Tööpõhimõte ja termopaaride ettevaatusabinõud

1, tööpõhimõte

Kui kaks erinevat juhti või pooljuhti A ja B moodustavad vooluringi ja nende kaks otsa on üksteisega ühendatud, kui kahe sõlme temperatuurid on erinevad, ühe otsaga on t temperatuur, mida nimetatakse tööotsaks või kuumotstarbeks, ja teisel otsal temperatuur on t {0}}, mida nimetatakse vabaks (tuntakse ka viiteotsaks). Elektromotoorse jõu suund ja suurus on seotud juhi materjali ja kahe kontakti temperatuuriga. Seda nähtust nimetatakse termoelektriliseks efektiks. Kahest juhist koosnevat vooluringi nimetatakse termopaarideks. Neid kahte juhtkutset nimetatakse termoelektrilisteks postitusteks. Genereeritud elektromotoorset jõudu nimetatakse termoelektriliseks võimsuseks.

Termoelektriline võimsus koosneb kahest osast

Üks osa on kahe juhi kontaktelektromotoorne jõud ja teine ​​osa on ühe juhi termoelektriline elektromotoorne jõud. Termoelektrilise jõu ulatus termopaari ahelas on seotud ainult juhtmeterjali temperatuuri ja kahe kontaktiga, mis moodustavad termopaari, sõltumata termopaari kujust ja suurusest. Kui termopaari kaks elektroodimaterjali on fikseeritud, on termoelektriline jõud kahel kontakttemperatuuril t ja t {{0}}. Funktsionaalsuse erinevus tähendab, et seda suhet on temperatuuri tegelikus mõõtmisel laialdaselt kasutatud. Kuna külma otsaga T0 on konstantne, varieerub termopaari tekitatud termoelektriline jõud ainult siis, kui kuuma otsa temperatuurimuutus (mõõdetakse ots), see tähendab, et teatud termoelektriline jõud vastab teatud temperatuurile ja me saame temperatuuri mõõta ainult termoelektri jõu mõõtmisega.

Termopaari temperatuuri mõõtmise aluspõhimõte on see, et kaks erineva kompositsiooniga juhtseadme moodustavad suletud ahela. Kui mõlemas otsas on temperatuurigradient, läbib vool vooluahelat ja kahe otsa vahel on elektromotoorne jõud. Termoelektriline võimsus, mida tuntakse ka kui seebecki efekt, koosneb kahest erineva kompositsiooniga ühtlasest juht: termoelektriline elektrood, töö ots kõrgel temperatuuril ja vaba ots madalal temperatuuril, mis on tavaliselt konstantsel temperatuuril. Termopaari kalibreerimistabeli loodi termoelektrilise potentsiaali ja temperatuuri funktsionaalse seose põhjal. Kalibreerimistabel saadakse vaba otsa temperatuuri tingimusel 0 kraadi ja erinevatel termopaaridel on erinevad kalibreerimistabelid.

Kui kolmas metallmaterjal on ühendatud termopaari ahelaga, kui materjali kahe kontakti temperatuur on sama, jääb termopaari poolt tekkiv termoelektriline potentsiaal muutumatuks, st ei mõjuta kolmanda metalli ühendamine vooluringiga. Seetõttu saab temperatuuri mõõtmiseks termopaaride kasutamisel ühendada mõõtevahendid ja pärast termoelektrilise jõu mõõtmist saab mõõdetud söötme temperatuuri teada. Temperatuuri mõõtmisel nõuavad termopaarid nende külma otsa temperatuuri (mõõteotsa on kuum ots ja mõõteskeemiga läbi traadiga ühendatud otsa nimetatakse külma otsaga), et jääda konstantseks, nii et termoelektriline potentsiaal on võrdeline mõõdetud temperatuuriga. Kui (ümbritsev) temperatuur muutub külma otsas mõõtmisprotsessi ajal, mõjutab see mõõtmise täpsust tõsiselt.

Temperatuurimuutustest põhjustatud mõju kompenseerimiseks on normaalne võtta teatud meetmeid külma otsas, mida nimetatakse termopaaride külma otsa kompensatsiooniks. Mõõtmisinstrumendiga ühendatud spetsiaalse kompenseeritava juhtkonna termopaari külma ristmiku kompensatsiooni arvutusmeetod: alates millivoltidest kuni temperatuurini: mõõtke külma ristmiku temperatuur, teisendage see vastavaks Millivolti väärtuseks, lisage see termopaari millivolti väärtusele ja teisendage see temperatuuriks; Alates temperatuurist kuni Millivoltsini: mõõtke tegelik temperatuur ja külma ristmike temperatuur, muutke need temperatuuri saamiseks Millivoltsiks, lahutage Millivolts.

2, termopaari struktuur

Termopaarides kasutatakse temperatuuri mõõtevahendites tavaliselt temperatuuri mõõtmise komponente. Need mõõdavad otse temperatuuri ja muudavad temperatuurisignaali termoelektriliseks toitesignaaliks, mis seejärel teisendatakse mõõdetud söötme temperatuuriks elektriinstrumentide kaudu (sekundaarsed instrumendid). Vajaduse tõttu on erinevatel termopaaridel tavaliselt väga erinevad kujundid, kuid nende põhistruktuurid on umbes samad. Tavaliselt koosnevad need põhikomponentidest, nagu kuumad elektroodid, isolatsioonivarrukad, kaitsetorud ja ristmikud, ning neid kasutatakse tavaliselt koos kuvariinstrumentide, salvestusinstrumentide ja elektrooniliste regulaatoritega.

3, termopaari põhimõttega seotud omadused ja eelised

1. lihtne kokkupanek ja lihtne asendamine;

2. Suruvedru tüüpi temperatuuride sensori elemendil on hea seismiline jõudlus;

3. kõrge mõõtmise täpsus;

4. suur mõõtmisvahemik (-200 kraad ~ 1300 kraad, erijuhtudel -270 kraad ~ 2800 kraad);

5. kiire termilise reageerimise aeg;