Osnovno načelo merjenja temperature s termoelementom
Dva prevodnika iz različnih materialov ali polprevodnikov A in B sta zvarjena skupaj, da tvorita zaprto zanko. Ko je temperaturna razlika med obema pritrdilnima točkama 1 in 2 prevodnika A in B, nastane med njima elektromotorna sila, tako da v zanki A nastane velik tok v piroelektričnem učinku. Ta pojav se imenuje piroelektrični učinek. Termočleni uporabljajo ta učinek za delovanje.
Kaj je termoelement?
Tako termoelementi kot toplotni upornosti spadajo med kontaktno merjenje temperature pri merjenju temperature. Čeprav so njihove funkcije pri merjenju temperature predmeta enake, so njihova načela in značilnosti različni.
Termoelement je najbolj razširjena naprava za merjenje temperature. Njegove glavne značilnosti so široko merilno območje, razmeroma stabilna zmogljivost, preprosta struktura, dober dinamični odziv in zmožnost prenosa 4-20mA električnih signalov na daljavo, kar je priročno za avtomatski nadzor in koncentracijo. nadzor. Načelo merjenja temperature s termoelementom temelji na termoelektričnem učinku. Dva različna prevodnika ali polprevodnika sta povezana v zaprto zanko. Ko se temperature na obeh stičiščih razlikujejo, se v zanki ustvari termoelektrični potencial. Ta pojav se imenuje piroelektrični učinek, znan tudi kot učinek Seebeck. Termoelektrični potencial, ustvarjen v zaprti zanki, je sestavljen iz dveh vrst električnega potenciala; termoelektrični potencial in kontaktni potencial. Termoelektrični potencial se nanaša na električni potencial, ki ga ustvarita dva konca istega prevodnika zaradi različnih temperatur. Različni prevodniki imajo različno gostoto elektronov, zato ustvarjajo različne električne potenciale. Kontaktni potencial, kot pove že ime, se nanaša na to, ko sta dva različna vodnika v stiku. Ker je njihova elektronska gostota različna, nastane določena količina elektronske difuzije. Ko dosežeta določeno ravnotežje, je potencial, ki ga tvori kontaktni potencial, odvisen od lastnosti materiala dveh različnih prevodnikov in temperature njunih kontaktnih točk. Trenutno imajo termoelementi, ki se uporabljajo na mednarodni ravni, standardne specifikacije. Mednarodni predpisi določajo, da so termoelementi razdeljeni na osem različnih oddelkov, in sicer na B, R, S, K, N, E, J in T. Najnižja možna merilna temperatura Izmerjena pri minus 270 stopinjah Celzija, do 1800 stopinj Celzija, od tega B, R in S spadajo v platinasto serijo termoelementov. Ker je platina plemenita kovina, jih imenujemo tudi termoelementi iz plemenitih kovin, preostale pa poceni kovinski termoelektriki. I. Obstajata dve vrsti termoelementov, običajni in oklepni tip. Običajni termoelementi so na splošno sestavljeni iz termode, izolacijske cevi, zaščitnega tulca in razvodne škatle, medtem ko je oklepni termoelement kombinacija žice termoelementa, izolacijskega materiala in kovinskega zaščitnega tulca. Trdna kombinacija, ki nastane z raztezanjem. Toda električni signal termoelementa potrebuje posebno žico za prenos, ta vrsta žice se imenuje kompenzacijska žica. Različni termoelementi zahtevajo različne kompenzacijske žice, njihova glavna funkcija pa je povezovanje s termočlenom, da se referenčni konec termoelementa zadrži stran od napajanja, tako da je temperatura referenčnega konca stabilna. Kompenzacijske žice so razdeljene na dve vrsti: kompenzacijski tip in podaljšek. Kemična sestava podaljška je enaka kot pri kompenziranem termočlenu. Vendar v praksi podaljšek ni izdelan iz istega materiala kot termoelement. Zamenjajte z žicami z enako elektronsko gostoto. Povezava med kompenzacijsko žico in termoelementom je na splošno zelo jasna. Pozitivni pol termoelementa je priključen na rdečo žico kompenzacijske žice, negativni pol pa na preostalo barvo. Večina splošnih kompenzacijskih žic je izdelana iz bakreno-nikljeve zlitine.