Termoelementin ja lämpövastuksen lämpötila -anturin työperiaate!

Termoelementit ja lämpövastukset ovat lämpötilan tunnistuselementit ja primaariset instrumentit. Ne mittaavat suoraan lämpötilan ja muuntavat lämpötilan signaalit termoelektrisiksi potentiaalisignaaleiksi, jotka sitten muunnetaan mitatun väliaineen lämpötilaan sähkölaitteiden (sekundaariset instrumentit) kautta. Termoelementtilämpötilan mittauksen perusperiaate on, että kaksi eri koostumuksen johtimia muodostavat suljetun silmukan. Kun molemmissa päissä on lämpötilagradientti, virta virtaa silmukan läpi. Tällä hetkellä kahden pään välillä on elektromotiivivoima - termoelektrisen potentiaalin, joka on ns. Seebeck -vaikutus. Kaksi eri koostumuksen homogeenista johtimen on termoelementit. Lämpötila on korkeampi pää, ja pää alhaisemmalla lämpötilalla on vapaa pää. Vapaa pää on yleensä vakio lämpötilassa. Termoelektrisen potentiaalin ja lämpötilan välisen funktionaalisen suhteen mukaan tehdään termoelementti asteikko; Asteikko saadaan, kun vapaa päälämpötila on 0 aste ja eri lämpöparilla on erilaiset asteikot.
Kun kolmas metallimateriaali on kytketty termoelementin silmukkaan, niin kauan kuin materiaalin kahden kosketuksen lämpötila on sama, termoelementin tuottama termoelektrinen potentiaali pysyy muuttumattomana, ts. Kolmas metalli, joka on kytketty silmukkaan, ei vaikuta siihen. Siksi lämpötilaa mitattaessa termoelementtiä voidaan kytkeä mittauslaitteeseen. Termoelektrisen potentiaalin mittaamisen jälkeen mitatun väliaineen lämpötila voidaan tietää.
Termoelementtilämpötila -anturin työperiaate
Kaksi eri komponenttien johtimen (nimeltään termoelementtilanka tai kuuma elektrodi) on kytketty molemmissa päissä silmukan muodostamiseksi. Kun risteyksen lämpötila on erilainen, silmukassa syntyy sähkömoottorivoima. Tätä ilmiötä kutsutaan termoelektriseksi vaikutukseksi, ja tätä elektromotiivivoimaa kutsutaan termoelektriseksi potentiaaliksi. Termoelementit käyttävät tätä periaatetta lämpötilan mittaamiseen. Niistä väliaineen lämpötilan mittaamiseen käytettyä päätä kutsutaan työpääksi (kutsutaan myös mittauspääksi), ja toista päätä kutsutaan kylmäpääksi (kutsutaan myös kompensointipääksi); Kylmäpää on kytketty näyttölaitteeseen tai vastaavaan instrumenttiin, ja näyttöinstrumentti osoittaa termoelementin tuottaman termoelektrisen potentiaalin.
Termoelementti on oikeastaan ​​energian muunnin, joka muuntaa lämpöenergian sähköenergiaksi ja käyttää generoitua termoelektristä potentiaalia lämpötilan mittaamiseen. Termoelementin termoelektrisen potentiaalin kannalta seuraavat ongelmat on huomattava:
1: Termoelementin termoelektrinen potentiaali on termoelementin työpäät kahden päähän lämpötilafunktion ero, ei lämpöpään lämpötilaeron ja termoelementin pääpään välillä;
2: Termoelementin tuottaman termoelektrisen potentiaalin koko, kun termoelementin materiaali on tasainen, sillä ei ole mitään tekemistä termoelementin pituuden ja halkaisijan kanssa, mutta vain termoelementin materiaalin koostumuksen ja kahden päähän välisen lämpötilaeron kanssa;
3: Kun termoelementin kahden termoelementin johdon materiaalikoostumus määritetään, termoelementin termoelektrisen potentiaalin koko liittyy vain termoelementin lämpötilaeroon; Jos termoelementin kylmän pään lämpötila pidetään vakiona, termoelementin termoelektrinen potentiaali on vain työpäälämpötilan yhtä arvoinen funktio. Hitsa kaksi johdinta tai puolijohdetta A ja B eri materiaaleista yhdessä suljetun silmukan muodostamiseksi, kuten kuvassa esitetään. Kun johtimien A ja B kahden kiinnityskohdan 1 ja 2 välillä on lämpötilaero, näiden kahden välillä syntyy elektromotiivivoima, mikä muodostaa tietyn voimakkuuden virran piirissä. Tätä ilmiötä kutsutaan termoelektriseksi vaikutukseksi. Termoelementit työskentelevät hyödyntämällä tätä vaikutusta.