Η βασική αρχή της μέτρησης της θερμοκρασίας του θερμοστοιχείου
Δύο αγωγοί διαφορετικών υλικών ή ημιαγωγοί Α και Β συγκολλούνται μεταξύ τους για να σχηματίσουν έναν κλειστό βρόχο. Όταν υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο σημείων σύνδεσης 1 και 2 των αγωγών Α και Β, δημιουργείται ηλεκτροκινητική δύναμη μεταξύ των δύο, επομένως στον βρόχο σχηματίζεται μεγάλο ρεύμα στο πυροηλεκτρικό φαινόμενο. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται πυροηλεκτρικό φαινόμενο. Τα θερμοστοιχεία χρησιμοποιούν αυτό το εφέ για να λειτουργήσουν.
Τι είναι ένα θερμοστοιχείο;
Τόσο τα θερμοστοιχεία όσο και οι θερμικές αντιστάσεις ανήκουν στη μέτρηση θερμοκρασίας επαφής στη μέτρηση θερμοκρασίας. Αν και οι λειτουργίες τους είναι ίδιες για τη μέτρηση της θερμοκρασίας ενός αντικειμένου, οι αρχές και τα χαρακτηριστικά τους είναι διαφορετικά.
Το θερμοστοιχείο είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη συσκευή θερμοκρασίας στη μέτρηση θερμοκρασίας. Τα κύρια χαρακτηριστικά του είναι το μεγάλο εύρος μέτρησης, η σχετικά σταθερή απόδοση, η απλή δομή, η καλή δυναμική απόκριση και η ικανότητα μετάδοσης ηλεκτρικών σημάτων 4-20mA εξ αποστάσεως, που είναι βολικό για αυτόματο έλεγχο και συγκέντρωση. έλεγχος. Η αρχή της μέτρησης της θερμοκρασίας του θερμοστοιχείου βασίζεται στο θερμοηλεκτρικό φαινόμενο. Δύο διαφορετικοί αγωγοί ή ημιαγωγοί συνδέονται σε έναν κλειστό βρόχο. Όταν οι θερμοκρασίες στις δύο διασταυρώσεις είναι διαφορετικές, θα δημιουργηθεί θερμοηλεκτρικό δυναμικό στον βρόχο. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται πυροηλεκτρικό φαινόμενο, γνωστό και ως φαινόμενο Seebeck. Το θερμοηλεκτρικό δυναμικό που παράγεται στον κλειστό βρόχο αποτελείται από δύο είδη ηλεκτρικού δυναμικού. θερμοηλεκτρικό δυναμικό και δυναμικό επαφής. Το θερμοηλεκτρικό δυναμικό αναφέρεται στο ηλεκτρικό δυναμικό που παράγεται από τα δύο άκρα του ίδιου αγωγού λόγω διαφορετικών θερμοκρασιών. Διαφορετικοί αγωγοί έχουν διαφορετικές πυκνότητες ηλεκτρονίων, επομένως παράγουν διαφορετικά ηλεκτρικά δυναμικά. Το δυναμικό επαφής, όπως υποδηλώνει το όνομα, αναφέρεται όταν δύο διαφορετικοί αγωγοί βρίσκονται σε επαφή. Επειδή οι πυκνότητες ηλεκτρονίων τους είναι διαφορετικές, παράγεται μια ορισμένη ποσότητα διάχυσης ηλεκτρονίων. Όταν φτάνουν σε μια ορισμένη ισορροπία, το δυναμικό που σχηματίζεται από το δυναμικό επαφής εξαρτάται από τις ιδιότητες του υλικού των δύο διαφορετικών αγωγών και τη θερμοκρασία των σημείων επαφής τους. Επί του παρόντος, τα θερμοστοιχεία που χρησιμοποιούνται διεθνώς έχουν μια τυπική προδιαγραφή. Οι διεθνείς κανονισμοί ορίζουν ότι τα θερμοστοιχεία χωρίζονται σε οκτώ διαφορετικά τμήματα, συγκεκριμένα B, R, S, K, N, E, J και T. Η χαμηλότερη δυνατή θερμοκρασία μέτρησης Μετρήθηκε στους μείον 270 βαθμούς Κελσίου, έως και τους 1800 βαθμούς Κελσίου, εκ των οποίων Τα B, R και S ανήκουν στην πλατίνα σειρά θερμοζευγών. Επειδή η πλατίνα είναι πολύτιμο μέταλλο, ονομάζονται επίσης θερμοστοιχεία πολύτιμων μετάλλων και τα υπόλοιπα ονομάζονται θερμοηλεκτρικά φθηνά μέταλλα. Ι. Υπάρχουν δύο τύποι θερμοστοιχείων, του κοινού τύπου και του θωρακισμένου τύπου. Τα συνηθισμένα θερμοστοιχεία αποτελούνται γενικά από θερμόμετρο, μονωτικό σωλήνα, προστατευτικό χιτώνιο και κουτί διακλάδωσης, ενώ το θωρακισμένο θερμοστοιχείο είναι ένας συνδυασμός σύρματος θερμοστοιχείου, μονωτικού υλικού και μεταλλικού προστατευτικού χιτωνίου. Ένας συμπαγής συνδυασμός που σχηματίζεται από τέντωμα. Αλλά το ηλεκτρικό σήμα του θερμοστοιχείου χρειάζεται ένα ειδικό καλώδιο για να μεταδοθεί, αυτό το είδος καλωδίου ονομάζεται καλώδιο αντιστάθμισης. Τα διαφορετικά θερμοστοιχεία απαιτούν διαφορετικά καλώδια αντιστάθμισης και η κύρια λειτουργία τους είναι να συνδέονται με το θερμοστοιχείο για να κρατούν το άκρο αναφοράς του θερμοστοιχείου μακριά από την παροχή ρεύματος, έτσι ώστε η θερμοκρασία του άκρου αναφοράς να είναι σταθερή. Τα καλώδια αντιστάθμισης χωρίζονται σε δύο τύπους: τύπο αντιστάθμισης και τύπο επέκτασης. Η χημική σύνθεση του καλωδίου επέκτασης είναι ίδια με εκείνη του θερμοστοιχείου που αντισταθμίζεται. Ωστόσο, στην πράξη, το καλώδιο επέκτασης δεν είναι κατασκευασμένο από το ίδιο υλικό με το θερμοστοιχείο. Αντικαταστήστε με καλώδια με την ίδια πυκνότητα ηλεκτρονίων. Η σύνδεση μεταξύ του καλωδίου αντιστάθμισης και του θερμοστοιχείου είναι γενικά πολύ σαφής. Ο θετικός πόλος του θερμοστοιχείου συνδέεται με το κόκκινο καλώδιο του καλωδίου αντιστάθμισης και ο αρνητικός πόλος συνδέεται με το υπόλοιπο χρώμα. Τα περισσότερα από τα γενικά καλώδια αντιστάθμισης είναι κατασκευασμένα από κράμα χαλκού-νικελίου.