Termocuplu

Definiție: Termocuplul este o măsurătoare a temperaturiidispozitiv. Utilizează pentru măsurarea temperaturii la un anumit punct. Cu alte cuvinte, este un tip de senzor utilizat pentru măsurarea temperaturii sub forma unui curent electric sau a unui EMF.

Termocuplul constă din două fire diferitemetale care sunt sudate împreună la capete. Porțiunea sudată a creat joncțiunea în care se folosește temperatura pentru a fi măsurată. Variația temperaturii firului induce tensiunile.

Principiul de funcționare al termocuplului

Principiul de funcționare al termocuplului depinde de cele trei efecte.

Vedeți înapoi Efectul - efectul See back apare între douămetale diferite. Când căldura este furnizată oricărui metal, electronii încep să curgă din metal fierbinte în metal rece. Astfel, curentul direct induce în circuit.

Pe scurt, este un fenomen în care diferența de temperatură dintre cele două metale diferite induce diferențele potențiale dintre ele. Efectul See beck produce tensiuni mici pentru fiecare Kelvin de temperatură.

Efectul Peltier - Efectul Peltier este inversul efectului Seebeck. Efectul Peltier afirmă asta diferența de temperatură poate fi creată între oricare două conductori diferiți prin aplicarea diferenței de potențial între ele.

Efectul Thompson - Efectul Thompson afirmă asta când două metale diferite se unesc și dacă creează două joncțiuni, atunci tensiunea induce întreaga lungime a conductorului datorită gradientului de temperatură. Gradientul de temperatură este un termen fizic care arată direcția și rata de schimbare a temperaturii la o anumită locație.

Construcția termocuplului

Termocuplul este alcătuit din două metale diferite. Aceste metale sunt sudate împreună la punctul de joncțiune. Această intersecție este punctul de măsurare. Punctul de joncțiune se clasifică în trei tipuri.

1. Terminalul necinstit - În joncțiunea neîntemeiată, conductorii sunt izolați în întregime de teaca protectoare. Se folosește pentru lucrări de înaltă presiune. Avantajul major al utilizării acestui tip de joncțiune este acela că reduce efectul câmpului magnetic rătăcit.
2. Amplasarea legată la pământ - În acest tip de joncțiune metalele și teaca protectoare sunt sudate împreună. Utilizarea joncțiunii la pământ pentru măsurarea temperaturii în mediul coroziv. Această intersecție oferă rezistență la zgomot.
3. Executarea joncțiunii - Acest tip de joncțiune se folosește în locurile unde necesită răspuns rapid. Joncțiunea expusă este utilizată pentru măsurarea temperaturii gazului.

Materialul utilizat pentru fabricarea termocuplului depinde de domeniul de măsurare al temperaturii.

Lucrul cu termocuplu

Circuitul termocuplului este prezentat înfigura de mai jos. Circuitul constă în două metale diferite. Aceste metale sunt unite în așa fel încât să creeze două intersecții. Metalele sunt legate de joncțiunea prin sudură.

Fie P și Q cele două joncțiuni ale termocuplurilor. T₁ Si t₂ sunt temperaturile la intersecții. Deoarece temperatura joncțiunilor este diferită una de cealaltă, EMF generează în circuit.

Dacă temperatura la joncțiune devine egală,EMF egal și opus generează în circuit, iar curentul zero curge prin el. Dacă temperaturile joncțiunii devin inegale, diferența de potențial induce în circuit. Amplitudinea inducției EMF în circuit depinde de tipurile de materiale utilizate pentru realizarea termocuplului. Curentul total care curge prin circuit este măsurat prin dispozitivele de măsurare.

Inducerea EMF în circuitul termocuplu este dată de ecuație

Unde Δθ - diferența de temperatură dintre joncțiunea termocuplării fierbinți și joncțiunea termocuplului de referință.
a, b - constante

Măsurarea ieșirii termocuplurilor

EMF-ul de ieșire obținut din termocupluri poate fi măsurat prin următoarele metode.

1. Multimetru - Este o metodă mai simplă de măsurare a EMF de ieșire a termocuplului. Multimetrul este conectat la joncțiunile reci ale termocuplului. Deformarea indicatorului multimetru este egală cu curentul care trece prin contor.
2. potențiometru - Ieșirea termocuplului poate fi, de asemenea, măsurată cu ajutorul potențiometrului DC.
3. Amplificator cu dispozitive de ieșire - Ieșirea obținută de la termocupluri este amplificată printr-un amplificator și apoi este alimentată cu instrumentul de înregistrare sau de indicare.

Avantajele termocuplului

Următoarele sunt avantajele termocuplurilor.

1. Termocuplul este mai ieftin decât celelalte dispozitive de măsurare a temperaturii.
2. Termocuplul are timpul de răspuns rapid.
3. Are o gamă largă de temperaturi.

Dezavantaje ale termocuplurilor

1. Termocuplul are o precizie redusă.
2. Recalibrarea termocuplului este dificilă.

Aliajul de aliaj, platina / aliaj de rodiu, aliaj de tungsten / rhenium, aliaj de fier și aliaj de fier sunt numele aliajelor utilizate pentru fabricarea termocuplului.