Сочинение на тему Отзыв о термопаре

Термопара представляет собой тип датчика измерения температуры или термоэлектрического чувствительного элемента, состоящего из двух разнородных материалов (металлов) с двумя контактами. Один переход называется холодным переходом или эталонным переходом, и температура в этом переходе постоянна. Другой называется горячим спайком или измерительным спайком. Когда эти два соединения находятся при разных температурах, генерируется напряжение, и это напряжение используется для интерпретации температуры.

Эффект разности температур при создании напряжения называется термоэлектрическим эффектом и является основным принципом, который используется при использовании термопары для измерения температуры. Термопары могут быть предназначены для измерения температуры в диапазоне от -200? до 2000? У них самый широкий диапазон измерения температуры всех температурных датчиков.

Принцип работы

Принцип действия основан на открытии, сделанном немецким физиком Иоганном Зеебеком. В 1821 году он обнаружил, что когда разные металлы соединяются на концах и имеют разность температур между соединениями, наблюдается магнитное поле. Это он назвал термомагнетизмом. Позже было обнаружено, что это магнитное поле было результатом термоэлектрического тока, тем самым укрепляя теорию о том, что два разнородных металла, соединяясь, создают напряжение на их стыке. Именно это напряжение имеет практическое значение при определении температуры. Температура может быть очень низкой или очень высокой.

Генерируемые напряжения, как правило, очень малы и находятся в диапазоне микровольт. Величина напряжения зависит от типа используемых материалов.

Эффект Зеебека

Из открытия Зеебека вытекает то, что известно как эффект Зеебека, который на самом деле является примером электродвижущей силы (ЭДС). Электродвижущая сила приводит к измеримым токам или напряжениям.

В условиях разомкнутой цепи, когда отсутствует внутренний ток, градиент напряжения (? V) прямо пропорционален градиенту температуры (? T):? V = -S (T)? T
Где S (T) – зависящее от температуры свойство материала, известное как коэффициент Зеебека.

Стандартная конфигурация измерения показывает четыре температурных диапазона и, следовательно, четыре вклада напряжения.

 
1. Переход с Tmeter на Tref в нижнем медном проводе

 

2. Переход от Tref к Tsense в алюминиевой проволоке

 

3. Переход от Ценсе к Трефу в проволоке чомеля

 

4. Переход от Tref к Tmeter в верхнем медном проводе

Первый и четвертый вклады отменяются напрямую, потому что в этих областях одинаковое изменение температуры и один и тот же металл. В результате Tmeter не влияет на измеряемое напряжение. Второй и третий вклады не отменяются, так как в них участвуют разные материалы.

Измеренное напряжение оказывается: V = где S + и S- – коэффициенты Зеебека проводников, подключенных к положительной и отрицательной клеммам вольтметра соответственно (хромель и алумель на рисунке)

Чтобы получить измерение для Tsense, необходимо, чтобы температура в опорных соединениях была известна. Измерение напряжения само по себе не делает возможным определение Ценсе.

Существует два (2) метода определения температуры в контрольных соединениях:

Первое – это использование ледяной бани для создания фиксированной температуры. Контрольный распределительный блок погружается в полузамороженную ванну с дистиллированной водой при атмосферном давлении. Точная температура фазового перехода точки плавления действует как термостат, фиксирующий Tref. до 0?

Второй метод заключается в использовании датчика (известного как «компенсация холодного спая»). Эталонному соединительному блоку разрешается изменять температуру, но его температура измеряется с помощью отдельного датчика температуры. Знание этой температуры используется для компенсации изменения температуры в блоке.

Проблемы, влияющие на использование термопар, связаны с неопределенностью в производстве используемых сплавов, таким образом, примеси влияют на каждую партию изготовленного сплава, старение на точность измерений и ошибки проектирования схемы, такие как ошибка в оценке Tref ,

Выбор термопар