termoelektromos szenzorok
Termoelektromos érzékelők utalnak érzékelők előállító típusát. Munkájuk alapja az egyik termoelektromos jelenségek CIÓ - megjelenése a hő- és villamos (thermopower).
Ennek lényege, hogy a jelenség a következő. Ha elérte-vit elektromos áramköre két eltérő fém pro-víz vezetők (vagy félvezetők) egyik végét a drót forraszanyag, bemetszések, és egy csomópont (csomópont) melegítjük, oly áramkörben EMF történik. Ez emf arányos a pn-átmenet hőmérsékletének egy hely (pontosabban - a hőmérséklet-különbség a csomópont és a szabad teret, nespa yannyh-végek). Az arányossági tényező függ a ma-Therians vezetékek és egy bizonyos hőmérséklet-tartományban állandó. Az áramkör tagjai két eltérő anyagból alatt MA nevezett hőelemmel; Útmutatók alkotó ter-Mopar úgynevezett thermoelectrodes; találkozásánál termo-elektrodov- csomópontok. Junction, elhelyezésre kerül a környezetben mérendő Tóra hőmérsékletű meleg vagy úgynevezett munkás. A csomópont, amely a mért a hőmérsékletet tekintve az úgynevezett hidegen NYM vagy szabad. A kapott hőmérséklet-különbségek, és amely égő-hideg csomópontok nevezett Seebeck EMF. A értéke termoelektromos teljesítmény meghatározható hőmérséklet.
Méréséhez a termikus elektromotoros erő által generált termoelemmel a hőelem áramkör közé mérőműszer (például milli-voltmérő). Millivoltméter közé szakaszoló hidegpont (ábra. 10.1, B), vagy az egyik thermoelectrodes rés (ábra. 10,1). Amint látható, a kapcsolóáramkör a mérési esz-ra, ha a nyitott referencia csomópont (10.1 ábra, b.) A három-ry hőelem-csatlakozást, egy és két goryachiy1 holodnyh2 és 3, ami kell egy állandó hőmérsékletű. Amikor millivoltméter felvételét a megrepedése egyik thermoelectrodes (. 10.1 ábra a) négy csomópont: az egyik forró 7, az egyik holodnyy2 (kellett volna egy állandó-ING hőmérséklet), két neytralnyh3 U4 (kell lenniük azonos, de nem szükségszerűen állandó hőmérsékletű ). Mindkét tervez, termoelektromos eszközt, és a leolvasott ugyanaz lesz, ha ugyanazt a rendre a hőmérséklet a meleg és a ho lodnyh csomópontok. Ez könnyen látható, ha alkotunk az egyenlet második Kirchhoff-törvény az egyes áramkörök.
Eljárás gyártási csomópont (hegesztés, forrasztás és hasonlók. O.) A termo-elektromotoros erő nem befolyásolja, kivéve, ha a méretei a csomópont olyan, hogy annak hőmérséklete azonos minden ponton.
ThermoEMF generált hőelem álló elekt-trodes A és B, a különbség a két termoelektromos: EAB (θ1) - hő- és villamos a melegponton 6 ,; EAB (θ2) - hideg-láb termoelektromos pn-átmenet hőmérsékletének θ 2. m. e.
Az értékek a termoelektromos erő és annak irányát függ a Au elektród anyaga B.
Táblázat. 10.1 mutatja különböző termoelektromos anyagok párosított cplatinoy melegponton hőmérséklete 100 ° C (373 K) és a hidegpont hőmérséklet 0 ° C (273 K). A plusz jel előtt a termoelektromos ereje ÓZNA-chaet hogy a hidegpontot áram folyik az irányt a platina elektród.
Tablitsa10.1. ThermoEMF alapanyagok hőelemek párosítva platina (melegponton hőmérséklet 100 „C, a hőmérséklet a hidegpont nulla)
Ha egy hőelem anyagok, amelyek vonatkozásában platina termoelektromos erő különböző jeleket, a hő- és villamos hőelem egyenlő lesz az összege hő- és villamos anyagok tekintetében platina. Például, a táblázat. 10.1 veszi az adatokat hő- és villamos Réz párosítva platina és 0,76 mV thermopower ötvözet Copel párosítva platina - 4,0 mV. Hőelem Kopel réz-alapú egyenlet-a (10.1) van egy termoelektromos EAB = 0,76 - (-4) = 4,76 mV. Ma-anyagok alapján a hőelem úgy kell megválasztani, hogy a hő- és villamos volt elég nagy érték, hogy biztosítson-sokuyu mérési érzékenységet.
Hőmérséklet mérés Thermocouples
Automatikus mérési hőmérsékleten segítségével hőelemek két alapvető módszer: direkt méréssel termoelektromos millivoltméter és kompenzációs módszer, tárgyalt § 2.7.
Mivel az érték termoelektromos erő által kifejlesztett hőelem-to Nevelev számára közvetlenül mérő szükségesnek vysokochuvst-feno- millivoltmeters magnetoelektromos típusát. Ilyen típusú eszközöket alapján működnek a kölcsönhatás mágneses mező a mágnes állvány és a mért áram átfolyik a mobilitás-sósav keretben. Hogy elegendő nyomatékot egy kis aktuális kerethez elvégzett nagy számú vit-nek egy vékony rézhuzal. Ellennyomatékától épít etsya tekercsrugók közlő és a jelenlegi keretek-ku. Millivoltmérövel skála van kalibrálva közvetlenül fokban, és ez határozza meg milyen típusú hőelem, amelyre azt tervezték mV.
Jelöljük millivoltméter ellenállás RB, RT - rezisztencia hőelemek, ellenállás RP összekötő pro-vodov. Az átfolyó áram millivoltmérövel keret hatására termoEDSETP,
Ez a képlet azt mutatja, hogy a leolvasott függ azonban-LKO a termoelektromos elektromos EMH. hanem soprotivleniyRB, RT, rp. Mivel a készülék egy skála hőelem
egy bizonyos típusú, az ellenállás Rr IRB már figyelembe vették a kalibrálást. A ellenállása a külső áramkör szintén jelöljük a skálán (általában 0,6, 5, 15 vagy 25 ohm).
Úgy becsüljük, felolvasások, akinek skála végzett mV. A feszültség a kivezetései UB = IBRB.
Tól (10.4), amely millivoltmérövel mért feszültség mindig lesz kevesebb, mint az EMF a hőelem, az UB (RBH / RB). Ez vezet réteg kisebb lesz, mint a nagyobb az ellenállás millivoltmet-ra RB képest a külső ellenállás RBH. Jellemzően mil kivéve livoltmetry rezisztensek túl is további ellenállása Manganin, ami összesen legalább 100 ohm.
Általában, az osztályozás azt hőmérsékleten végezzük hőelem hidegpont θ2 = 0. A gyakorlatban, ha a hőmérséklet mérésére θ2. hidegpont van θ2 = 0. Ezért, a mért thermopower lehetetlen pontosan meghatározni θ 2. Meg kell bevezetni az úgynevezett emuyu-hőmérséklet korrekciójához hideg csomópontok. Van NESCO-LKO módon fenntartani az állandó hőmérsékletet a hideg csomópontoknál. Például, a hideg csomópontok lehet fürdőbe helyezzük az olvadó jég-vezetőképes, de ez csak akkor lehetséges, a laboratóriumban vagy az üzembe helyezés során. Hideg csomópontok lehet a földbe mélységben több méteres, jól, ahol a hőmérséklet viszonylag stabil, vagy tedd hideg csomópontok egy külön dobozban termál iso-lyatsiey.
Ha a hidegpont hőmérséklet ismert, akkor a mért a műszer űrtartalom hozzáadott korrekció megfelelő thermopower a θ2. Ezt a módosítást kell tenni a kalibrációs a Cree-üvöltés.
Hőmérséklet korrekció ho lodnyh csomópontok beléphet és Me-mechanikusan: az off-sósav hőelem eszköz, hogy eltolja a nyíl a skála, korom-os állás-CIÓ hőmérséklet hideg csomópontok (tipikusan környezeti hőmérsékleten). Is alkalmazni automata áramkör-armatúra rektsii stey hőmérsékletű hibák, amelyben a tulajdonságok a termisztorok használt mérhető nyat-rezisztencia, a hőmérséklettől függően.
Tekintsük a sematikus ábra beépített hőelem és millivoltmérő (ábra. 10.3). A mérőműszer lehet LOCAT-ditsya jelentős távolságra a hőelem. A hossza az összekötő kábelek is több méter. A hónap perces kapcsolat ezen vezetékek is felmerülhet thermopower. A pontos kompenzáció a termoelektromos igényel egy bizonyos al-bór anyagok és termoelem vezetékek. Csatlakoztatásához hőelemeink speciális úgynevezett kompenzációs vezetékek. Minden pár kompenzációs vezetékek anyagok rendelt betűjelet, és mindegyik anyag meghatározott-nek színezés, amely egy hüvely készült színes fonal vagy színes szál azonosítása, fektették a vezetéket.
D
Tekintsük a hőmérséklet mérés kompenzációs módszer alkalmazásával hőelem és automatikusan potenciométer. Ábra. Show hőelem 10.4 TA termel Seebeck U és a híd áramkör, amely létrehoz egy kompenzáló feszültség UK, kivehető között A és B pontok A különbség ezen feszültségek veszi követően az erősítő bemeneti (Y), amely táplálja a működtető motor vezérlő tekercs (ED). ED gerjesztőtekercsének véglegesen csatlakozik az AC feszültségforrás, és a forgási sebesség függ ED (körülbelül arányos) a feszültséget a vezérlő tekercs. Villamos motor (ED) Th-cut fogaskerék (P) mozgatja a motor kalibrált Slidewire (potenciometriás szenzor) Rp amíg a feszültség az Egyesült Királyságban nem egyenlő En. Ugyanakkor vigye a mutatót a skála a készülék és a toll-felvevő. Amint a feszültség UK = Ea-on erő Mondd nulla bemenet (UK U = 0) és a motor (ED) megáll. Minden érték az érzékelő kimeneti U = f (T ° C), illetve létezik egy bizonyos helyzetben a mutató a skálán. A skála van beosztva ° C, és ez azt jelzi, hogy milyen típusú hőelem, amelyek megfelelnek Nena-osztályozás.
A híd áramkör ebben az esetben nem szolgálja a mérés, és ezáltal az kompenzáló feszültség az Egyesült Királyság és az automatikus korrekció változása miatt hidegpont. Váll mo száz áll huzal ellenállások R1 - R3, olyan anyagból készül, alacsony hőmérsékleti együttható az ellenállás (például, mangánból), és a termisztor RK, egy olyan anyagból, amelynek nagy hőmérsékleti együtthatója ellenállás (például réz vagy nikkel ). Ellenállás vbli elhelyezett kommunikációs hideg csomópontok a hőelem. A híd meghajtásáról egy állandó áramforrás yannogo E - általában egy akkumulátor (például egy száraz típusú elem ESL-30). Ha bármilyen változást a hőmérséklet a hideg csomópontok a hőelem változik U és egyidejűleg változó ellenállás RK, ami megváltoztatja a offszetfeszültség UK ugyanezzel az összeggel, amellyel U megváltozott. Ezért a környezeti hőmérséklet-ingadozások nem változnak az olvasási a skála műszere-ra. Beállítása az ellenállás Rp beállítására szolgál a jelenlegi kínálat a híd, amikor egy alacsony akkumulátor (csökkenő E).
Általában MotPot panel van egy gomb önvisszaálló, jelzi a „Beállítás a munkaképes-edik hatványa”. A gomb lenyomásával nem ábrán látható. 10.4, RA-bochaya készülék áramkör nyitott, és az erősítő van kapcsolva egyszer-Ness EMF akkumulátorok és különleges elemek stabil normál-MENT. Ha az akkumulátor lemerült, hatása alatt a különbség ezek elektromotoros erősítő, ED motor mozgatja a mozgás-Joc beállító ellenállás Rp, hogy automatikusan beállítja a szükséges áramot szállítanak a hídon.
Kritikus részei a mérő áramkör egy reo-akkordokat. Ez történt a manganin drótot réz szigetelt módon. Slidewire motort úgy tervezték, mint egy kapcsolattartó hengert.
Automatikus potenciométerek lehetnek kapcsolók felváltva csatlakozó és 24 hőelemek.