Termoelementin työperiaate ja asennusvarat

1, työperiaate

Kun kaksi erilaista johdinta tai puolijohdetta A ja B muodostavat piirin ja niiden kaksi päätä on kytketty toisiinsa, kunhan kahden solmun lämpötilat ovat erilaisia, toisella päällä on t -lämpötila, jota kutsutaan työpääksi tai kuumapään, ja toisella päällä, jonka lämpötila on t 0, kutsutaan vapaasti (tunnetaan myös viitepääksi) tai kylmän pään, elektromoottisen voiman. Sähkömoottorin suunta ja suuruus liittyvät johtimen materiaaliin ja kahden kosketuksen lämpötilaan. Tätä ilmiötä kutsutaan termoelektriseksi vaikutukseksi. Kahdesta johtimesta koostuvaa piiriä kutsutaan termoelementti. Näitä kahta johtimen kutsutaan termoelektrisiksi napoiksi. Generoitua sähkömotiivivoimaa kutsutaan termoelektriseksi tehoksi.

Termoelektrinen teho koostuu kahdesta osasta

Yksi osa on kahden johtimen kontaktielektromotiivivoima, ja toinen osa on yhden johtimen termoelektrinen elektromotiivivoima. Termoelektrisen voiman suuruus termoelementtipiirissä liittyy vain johdinmateriaalin lämpötilaan ja kahteen termoelementin muodostaviin kosketukseen ja on riippumaton termoelementin muodosta ja koosta. Kun termoelementin kaksi elektrodimateriaalia on kiinnitetty, termoelektrinen voima on kahdessa kosketuslämpötilassa T ja T {{0}}. Ero toiminnallisuudessa tarkoittaa, että tätä suhdetta on käytetty laajasti todellisessa lämpötilan mittauksessa. Koska kylmäpää T0 on vakio, termoelementin tuottama termoelektrinen voima vaihtelee vain kuuman pään lämpötilan muutoksen mukaan (mittauspää), toisin sanoen tietty termoelektrinen voima vastaa tiettyä lämpötilaa, ja voimme mitata lämpötilan vain mittaamalla termoelektrinen voima.

Termoelementtilämpötilan mittauksen perusperiaate on, että kaksi erilaista koostumusta aiheuttavaa johtimen muodostaa suljetun silmukan. Kun molemmissa päissä on lämpötilagradientti, virta kulkee piirin läpi ja elektromotiivivoima on olemassa kahden pään välillä. Termoelektrinen teho, joka tunnetaan myös nimellä Seebeck Effect, koostuu kahdesta yhtenäisestä johtimesta, joilla on erilainen koostumus: lämpöelektrinen elektrodi, työpää korkeassa lämpötilassa ja vapaa pää matalassa lämpötilassa, joka on yleensä vakiolämpötilassa. Termoelementtien kalibrointitaulukko luotiin termoelektrisen potentiaalin ja lämpötilan välisen toiminnallisen suhteen perusteella. Kalibrointitaulukko saadaan 0 asteen vapaan päätylämpötilan tilassa, ja eri lämpöparilla on erilaiset kalibrointitaulut.

Kun kolmas metallimateriaali on kytketty termoelementtipiiriin, niin kauan kuin materiaalin kahden kosketuksen lämpötila on sama, termoelementin tuottama termoelektrinen potentiaali pysyy muuttumattomana, ts. Kolmannen metallin kytkentä piiriin ei vaikuta. Siksi, kun lämpötilaa käytetään lämpötilan mittaamiseen, mittauslaitteet voidaan kytkeä ja mitatun väliaineen lämpötila voidaan tietää termoelektrisen voiman mittaamisen jälkeen. Lämpötilaa mitattaessa lämpöparit vaativat kylmän pään lämpötilan (mittauspää on kuuma pää ja pääty, joka on kytketty mittauspiiriin langan läpi, kutsutaan kylmäpääksi) pysymään vakiona, joten termoelektrinen potentiaali on verrannollinen mitattuun lämpötilaan. Jos (ympäristön) lämpötila kylmäpäässä muuttuu mittausprosessin aikana, mittaustarkkuus vaikuttaa vakavasti.

On normaalia ryhtyä tiettyihin toimenpiteisiin kylmäpäässä, jotta voidaan kompensoida lämpötilan muutosten aiheuttamat vaikutukset, joita kutsutaan lämpöpöydän kylmäpään kompensointiin. Mittauslaitteeseen kytkettyyn kompensoivan johtimen termosmoottorin kylmän liitoskompensaation laskentamenetelmä: millivolteista lämpötilaan: Mittaa kylmän risteyslämpötila, muuntaa se vastaavaksi millivolt -arvoksi, lisää se lämpömuodon millivoltin arvoon ja muuntaa se lämpötilaan; Lämpötilasta millivolteihin: Mittaa todellinen lämpötila ja kylmän liitoksen lämpötila, muunna ne millivolteiksi, vähennä millivoltit lämpötilan saamiseksi.

2, termoelementtien rakenne

Termoelementtejä käytetään yleisesti lämpötilan mittauskomponentteja lämpötilan mittauslaitteissa. Ne mittaavat lämpötilan suoraan ja muuntavat lämpötilasignaalin termoelektriseksi tehossignaaliksi, joka muunnetaan sitten mitatun väliaineen lämpötilaan sähköinstrumenttien (sekundaariset instrumentit) kautta. Tarpeen vuoksi eri lämpöparilla on yleensä hyvin erilaisia ​​muotoja, mutta niiden perusrakenteet ovat suunnilleen samat. Ne koostuvat yleensä pääkomponenteista, kuten kuumista elektrodeista, eristysholkeista, suojaputkista ja liitäntälaatikoista, ja niitä käytetään tyypillisesti näyttöinstrumenttien, tallennusinstrumenttien ja elektronisten säätimien kanssa.

3, termoelementtiperiaatteeseen liittyvät ominaisuudet ja edut

1. Yksinkertainen kokoonpano ja helppo vaihto;

2. Kompressiojousityypin lämpötilan anturielementillä on hyvä seisminen suorituskyky;

3. Korkea mittaustarkkuus;

4. Suuri mittausalue (-200 aste ~ 1300 astetta, erityistapauksissa -270 aste ~ 2800 astetta);

5. Nopea lämpövasteaika;