Принсипи кории термометрҳои электронӣ

Ҳароратсанҷи термоэлектрикӣ як термопарро ҳамчун унсури ҳароратсанҷ истифода мебарад, то қувваи термоэлектроментии ба ҳарорат ва арзиши ҳарорат мувофиқи метрро нишон диҳад. Онро барои чен кардани ҳарорат дар диапазони -200 ℃ ~ 1300 widely васеъ истифода мебаранд ва дар ҳолатҳои махсус ҳарорати баланд 2800 ℃ ё ҳарорати пасти 4Кро чен карда метавонад. Он дорои хусусиятҳои сохтори оддӣ, нархи арзон, дақиқии баланд ва доираи васеи ҳарорат мебошад. Азбаски термопара барои муайян кардан ҳароратро ба нерӯи барқ ​​табдил медиҳад, чен кардан ва назорат кардани ҳарорат ва афзоиш додан ва табдил додани сигналҳои ҳарорат қулай аст. Он барои чен кардани масофаи дароз ва назорати автоматӣ мувофиқ аст. Дар усули ченкунии ҳарорати контактӣ истифодаи термометрҳои термоэлектрикӣ бештар маъмул аст.

DS-1
(1) Принсипи андозагирии ҳароратӣ
Принсипи ченкунии ҳарорати термопара ба таъсири термоэлектрикӣ асос ёфтааст.
Нокилҳои А ва В-и ду масолеҳи гуногунро пай дар пай ба ҳалқаи пӯшида пайваст кунед. Вақте ки ҳарорати ду контактҳои 1 ва 2 фарқ мекунад, агар T> T0 бошад, дар ҳалқа қувваи термоэлектромотор ба вуҷуд меояд ва дар ҳалқа миқдори муайяне мавҷуд аст. Ҷараёнҳои хурду калон, ин падидаро таъсири пироэлектрикӣ меноманд. Ин қувваи электромотор маъруфи "қувваи термоэлектромотии Зебек" мебошад, ки бо номи "қувваи термоэлектромотӣ", ҳамчун EAB ишора шудааст ва ноқилҳои А ва В термоэлектродҳо номида мешаванд. Контакт 1 одатан бо ҳам пайванд карда мешавад ва онро дар ҷои ченкунии ҳарорат ҷойгир мекунанд, то ки ҳарорати чен кардашударо ҳангоми ченкунӣ ҳис кунад, бинобар ин онро охири ченкунӣ (ё охири гармии охири кор) меноманд. Пайвасти 2 ҳарорати доимиро талаб мекунад, ки онро гузариши истинодӣ (ё пайвасти сард) меноманд. Датчике, ки ду ноқилро муттаҳид мекунад ва ҳароратро ба қувваи термоэлектромотор табдил медиҳад, термопара номида мешавад.

Қувваи термоэлектрӣ аз потенсиали тамосии ду ноқил (потенсиали Пелтье) ва потенсиали фарқияти ҳарорати як ноқил (потенсиали Томсон) иборат аст. Бузургии қувваи термоэлектрикӣ бо хосиятҳои ду маводи ноқил ва ҳарорати пайвастшавӣ алоқаманд аст.
Зичии электронҳо дар дохили ноқил гуногун аст. Вақте ки ду ноқили А ва В бо зичии электронҳояшон гуногун тамос доранд, дар сатҳи контакт диффузияи электронҳо ба амал меояд ва электронҳо аз ноқили дорои зичии баланд ба сӯи ноқили кам ҷараён мегиранд. Суръати диффузияи электронҳо бо зичии электронҳои ду ноқил алоқаманд аст ва ба ҳарорати минтақаи тамос мутаносиб аст. Фарз кунем, ки зичии озоди электронҳои А ва В НА ва НБ бошад ва НА> НБ, дар натиҷаи диффузсияи электрон, дирижёри А электронҳоро аз даст медиҳад ва заряди мусбат мегирад, дар ҳоле, ки ноқили В электронҳоро ба даст меорад ва манфӣ заряднок мешавад ва электрро ташкил медиҳад майдон дар сатҳи тамос. Ин майдони электрикӣ ба паҳншавии электронҳо монеа эҷод мекунад ва ҳангоми ба мувозинати динамикӣ расидан фарқи устувори потенсиал дар минтақаи тамос, яъне потенсиали тамос, ки бузургияш

(8.2-2)

Дар куҷо доимии k – Больцман, k = 1.38 × 10-23J / K;
e – миқдори заряди электрон, e = 1.6 × 10-19 C;
T – Ҳарорат дар нуқтаи тамос, K;
NA, NB– зичии электрони озоди ноқилҳои А ва В мебошанд.
Қувваи электромотикро, ки дар натиҷаи фарқияти ҳарорат дар байни ду нӯги ноқил ба вуҷуд омадааст, потенсиали термоэлектрикӣ меноманд. Аз сабаби градиенти ҳарорат, тақсимоти энергияи электронҳо тағир дода мешавад. Электронҳои охири ҳарорат (T) то охири ҳарорати паст (T0) паҳн мешаванд, ки дар натиҷа аз байн рафтани электронҳо охири ҳарорат баланд ва мусбат заряди электронӣ пайдо мешавад. Аз ин рӯ, фарқи потенсиал низ дар ду нӯги як ноқил ба вуҷуд омада, паҳншавии электронҳоро аз нӯги ҳарорати баланд ба нӯги ҳарорат пешгирӣ мекунад. Он гоҳ электронҳо паҳн шуда, тавозуни динамикӣ ба вуҷуд меоранд. Фарқияти потенсиалҳои дар ин вақт муқарраршударо потенсиали термоэлектрикӣ ё потенсиали Томсон меноманд, ки бо ҳарорати For алоқаманд аст

(8.2-3)

JDB-23 (2)

Дар формула, σ коэффитсиенти Томсон мебошад, ки арзиши қувваи электромотикро, ки дар натиҷаи фарқияти ҳарорат аз 1 ° C ба вуҷуд омадааст, нишон медиҳад ва бузургии он ба хосиятҳои моддӣ ва ҳарорат дар ҳарду ҷониб алоқаманд аст.
Схемаи пӯшидаи термопара, ки аз ноқилҳои А ва В иборат аст, дар ду контакт ду потенсиали тамосии eAB (T) ва eAB (T0) дорад ва азбаски T> T0, дар ҳар як ноқили А ва В низ потенсиали термоэлектрикӣ мавҷуд аст. қувваи умумии гармидиҳандаи электрикии EAB (T, T0) -и ҳалқаи пӯшида бояд алгебравии қувваи электромотии тамос ва фарқи потенсиали электрикии ҳарорат бошад, аз ҷумла:

(8.2-4)

Барои термопари интихобшуда, вақте ки ҳарорати истинод доимӣ аст, қувваи умумии термоэлектромотор функсияи ягонаи арзиши ҳарорати терминалии ченкунӣ мегардад T, яъне EAB (T, T0) = f (T). Ин принсипи асосии ченкунии ҳароратӣ аст.


Вақти фиристодан: июн-11-2021