Prinsip kerja tina térmométer éléktronik

Térmométer termoelektrik nganggo térmocouple salaku unsur pangukuran suhu pikeun ngukur kakuatan thermoelectromotive pakait sareng suhu sareng nilai suhu ditampilkeun ku méter. Hal ieu loba dipaké pikeun ngukur suhu dina kisaran -200 ℃ ~ 1300 ℃, sareng dina kaayaan anu khusus, éta tiasa ngukur suhu luhur 2800 ℃ atanapi suhu low of 4K. Éta ngagaduhan ciri struktur saderhana, harga murah, akurasi tinggi, sareng kisaran pengukuran suhu lega. Kusabab thermocouple ngarobah suhu kana listrik pikeun deteksi, langkung merenah pikeun ngukur sareng ngendalikeun suhu, sareng pikeun nguatkeun sareng ngarobih sinyal suhu. Éta cocog pikeun pangukuran jarak jauh sareng kontrol otomatis. Dina metoda pangukuran suhu kontak, panerapan thermometers termoelektrik anu paling umum.

DS-1
(1) Prinsip pangukuran suhu termokopel
Prinsip pangukuran suhu thermocouple dumasarkeun kana pangaruh thermoelectric.
Sambungkeun konduktor A sareng B tina dua bahan anu béda dina séri kana loop anu ditutup. Nalika suhu dua kontak 1 sareng 2 béda, upami T> T0, kakuatan thermoelectromotive bakal dihasilkeun dina loop, sareng bakal aya jumlah anu tangtu dina gelung. Arus ageung sareng alit, fenomena ieu disebat pangaruh piroelektrik. Gaya éléktromotip ieu mangrupikeun "kakuatan thermoelectromotive" Seebeck anu kawéntar, disebut "kakuatan thermoelectromotive", dilambangkeun salaku EAB, sareng konduktor A sareng B disebat thermoelectrodes. Kontak 1 biasana dilas sasarengan, sareng éta disimpen dina tempat pangukuran suhu pikeun ngaraos suhu anu diukur nalika ngukur, janten disebat tungtung pangukuran (atanapi tungtung panas tina tungtung damel). Simpang 2 meryogikeun suhu anu konstan, anu disebat simpang rujukan (atanapi simpang tiis). Sénsor anu ngagabungkeun dua konduktor sareng ngarobah suhu kana kakuatan thermoelectromotive disebut thermocouple.

Daya thermoelectromotive diwangun tina kamungkinan kontak tina dua konduktor (Poténsi Peltier) jeung poténsi bédana suhu pikeun hiji konduktor (poténsi Thomson). Gedéna gaya thermoelectromotive patali jeung sipat dua bahan konduktor jeung suhu simpang.
Kapadetan éléktron dina jero konduktorna béda-béda. Nalika dua konduktor A sareng B kalayan kapadetan éléktron anu béda kontak, difusi éléktron lumangsung dina permukaan kontak, sareng éléktron ngalir tina konduktor kalayan kapadetan éléktron tinggi kana konduktor kalayan kapadetan rendah. Laju difusi éléktron aya hubunganana sareng kapadetan éléktron tina dua konduktor sareng sabanding sareng suhu daérah kontak. Anggap yén kapadetan éléktron gratis konduktor A sareng B nyaéta NA sareng NB, sareng NA> NB, salaku akibat tina difusi éléktron, konduktor A kaleungitan éléktron sareng janten muatan positip, sedengkeun konduktor B kéngingkeun éléktron sareng janten négatip, ngawangun listrik médan dina permukaan kontak. Widang listrik ieu ngahalangan difusi éléktron, sareng nalika kasatimbangan dinamis kahontal, bédana poténsi stabil kabentuk di daérah kontak, nyaéta poténsi kontak, anu gedena

(8.2-2)

Dimana konstanta k – Boltzmann, k = 1,38 × 10-23J / K;
e – jumlah muatan éléktron, e = 1,6 × 10-19 C;
T – Suhu dina titik kontak, K;
NA, NB– mangrupikeun kapadetan éléktron gratis konduktor A sareng B, masing-masing.
Daya éléktromotip anu dihasilkeun ku bédana suhu antara dua tungtung konduktor disebut poténsi témoéléktrik. Kusabab gradién suhu, sebaran énergi éléktron dirobah. Éléktron tungtung suhu luhur (T) bakal sumebar ka tungtung suhu handap (T0), ngabalukarkeun tungtung suhu luhur ditagih positip kusabab kaleungitan éléktron, sareng tungtung suhu handap dieusi négatip kusabab éléktron. Ku alatan éta, bédana poténsial ogé dihasilkeun dina dua tungtung konduktor anu sami sareng nyegah éléktron tina nyebar tina tungtung suhu luhur kana tungtung suhu anu handap. Teras éléktron diffuse janten hiji kasaimbangan dinamis. Bédana poténsi anu diadegkeun dina waktos ayeuna disebat poténsi témoelektrik atanapi poténsi Thomson, anu aya hubunganana sareng suhu Kanggo

(8.2-3)

JDB-23 (2)

Dina formula, σ mangrupikeun koefisien Thomson, anu ngagambarkeun nilai gaya éléktromotip anu dihasilkeun ku bédana suhu 1 ° C, sareng gedena na aya hubunganana sareng sipat matérial sareng suhu dina dua tungtung na.
Sirkuit katutup thermocouple diwangun ku konduktor A sareng B ngagaduhan dua poténsi kontak eAB (T) sareng eAB (T0) dina dua kontak, sareng kusabab T> T0, aya ogé poténsi termoéléktrik dina unggal konduktor A sareng B. Ku alatan éta, total kakuatan éléktromotif termal EAB (T, T0) tina loop anu ditutup kedah janten jumlah aljabar tina gaya éléktromotif kontak sareng suhu anu ngabédakeun poténsi listrik, nyaéta:

(8.2-4)

Pikeun thermocouple anu dipilih, nalika suhu réferénsitas konstan, total gaya thermoelectromotive janten fungsi anu diukur tina suhu terminal pangukuran T, nyaéta EAB (T, T0) = f (T). Ieu prinsip dasar suhu ngukur thermocouple.


Pos waktos: Jun-11-2021