Termoparin lämpötilan mittauksen perusperiaate
Kaksi eri materiaalista valmistettua johdinta tai puolijohteita A ja B hitsataan yhteen muodostamaan suljetun silmukan. Kun johtimien A ja B kiinnityspisteiden 1 ja 2 välillä on lämpötilaero, syntyy sähkömotorinen voima näiden kahden välille, jolloin silmukassa muodostuu suuri virta pyrosähköisessä efektissä. Tätä ilmiötä kutsutaan pyrosähköiseksi efektiksi. Termoparit käyttävät tätä vaikutusta toimiessaan.
Mikä on termopari?
Sekä termoparit että lämpövastukset kuuluvat kosketuslämpötilan mittaukseen lämpötilan mittauksessa. Vaikka niiden toiminnot ovat samat mitata kohteen lämpötilaa, niiden periaatteet ja ominaisuudet ovat erilaisia.
Termopari on laajimmin käytetty lämpötilalaite lämpötilan mittauksessa. Sen tärkeimmät ominaisuudet ovat laaja mittausalue, suhteellisen vakaa suorituskyky, yksinkertainen rakenne, hyvä dynaaminen vaste ja kyky lähettää 4-20 mA sähköisiä signaaleja etänä, mikä on kätevä automaattiseen ohjaukseen ja keskittymiseen. ohjata. Termoelementin lämpötilamittauksen periaate perustuu termosähköiseen vaikutukseen. Kaksi erilaista johdinta tai puolijohdetta on kytketty suljetuksi silmukaksi. Kun lämpötilat kahdessa risteyksessä ovat erilaiset, silmukassa syntyy lämpösähköinen potentiaali. Tätä ilmiötä kutsutaan pyrosähköiseksi efektiksi, joka tunnetaan myös nimellä Seebeck-ilmiö. Suljetussa silmukassa syntyvä lämpösähköinen potentiaali koostuu kahdesta sähköpotentiaalista; lämpösähköinen potentiaali ja kosketuspotentiaali. Termosähköisellä potentiaalilla tarkoitetaan sähköpotentiaalia, joka syntyy saman johtimen kahdesta päästä eri lämpötilojen vuoksi. Eri johtimilla on erilaiset elektronitiheydet, joten ne tuottavat erilaisia sähköpotentiaalia. Kosketuspotentiaali viittaa nimensä mukaisesti kahden eri johdon kosketukseen. Koska niiden elektronitiheydet ovat erilaiset, syntyy tietty määrä elektronien diffuusiota. Kun ne saavuttavat tietyn tasapainon, kosketuspotentiaalin muodostama potentiaali riippuu kahden eri johtimen materiaaliominaisuuksista ja niiden kosketuspisteiden lämpötilasta. Tällä hetkellä kansainvälisesti käytetyillä termopareilla on vakiospesifikaatio. Kansainvälisten määräysten mukaan termoparit on jaettu kahdeksaan eri luokkaan, jotka ovat B, R, S, K, N, E, J ja T. Alin mahdollinen mittauslämpötila Mitattu miinus 270 celsiusasteessa, 1800 celsiusasteeseen asti, joista B, R ja S kuuluvat termoparien platinasarjaan. Koska platina on jalometalli, niitä kutsutaan myös jalometallitermopareiksi ja loput halvoiksi metallitermosähköiksi. I. Termopareja on kahta tyyppiä, tavallinen tyyppi ja panssaroitu tyyppi. Tavalliset termoparit koostuvat yleensä termodista, eristävästä putkesta, suojaholkista ja kytkentärasiasta, kun taas panssaroitu termopari on yhdistelmä lämpöparijohtimia, eristävää materiaalia ja metallista suojaholkkia. Vankka yhdistelmä, joka muodostuu venyttämällä. Mutta lämpöparin sähköinen signaali tarvitsee erityisen johdon lähettääkseen, tällaista johtoa kutsutaan kompensointilangaksi. Erilaiset termoparit vaativat erilaisia kompensointijohtimia ja niiden päätehtävänä on kytkeä termopariin pitääkseen termoparin referenssipään poissa virtalähteestä, jolloin vertailupään lämpötila on vakaa. Tasauslangat on jaettu kahteen tyyppiin: kompensointityyppi ja jatkotyyppi. Jatkolangan kemiallinen koostumus on sama kuin kompensoitavan lämpöparin. Käytännössä jatkojohto ei kuitenkaan ole valmistettu samasta materiaalista kuin termopari. Korvaa langoilla, joilla on sama elektronitiheys. Kompensointilangan ja termoparin välinen yhteys on yleensä hyvin selkeä. Termoparin positiivinen napa on kytketty kompensointijohtimen punaiseen johtoon ja negatiivinen napa muuhun väriin. Suurin osa yleisistä kompensointilangoista on valmistettu kupari-nikkeli-seoksesta.