سنسور ترموکوپل چیست؟

تعریف: ترموکوپل وسیله ای برای اندازه گیری دما است. برای اندازه گیری دما در یک نقطه خاص استفاده می شود. به عبارت دیگر، نوعی سنسور است که برای اندازه گیری دما به صورت جریان الکتریکی یا EMF استفاده می شود.

ترموکوپل از دو سیم از فلزات مختلف تشکیل شده است که در انتها به هم جوش داده شده اند. قسمت جوش داده شده محل اتصالی بود که دما در آن اندازه گیری می شد. ولتاژهای تغییر دمای سیم را تحریک می کند.

اصل کار ترموکوپل ها

اصل عملکرد ترموکوپل ها بر اساس سه اثر است.

جلوه برگشتی را ببینید - اثر برگشتی بین دو ماده معدنی مختلف رخ می دهد. هنگامی که گرما به هر یک از فلزات داده می شود، الکترون ها شروع به جریان از فلز داغ به فلز سرد می کنند. بنابراین، جریان مستقیم در مدار القا می شود.

ابزار حرارتی

به طور خلاصه، این پدیده ای است که در آن اختلاف دمایی بین دو فلز غیرمشابه منجر به اختلاف پتانسیل بین آنها می شود و اثر See beck ولتاژهای کمی در هر کلوین دما ایجاد می کند.

اثر پلتیه - اثر پلتیه معکوس اثر سیبک است. اثر پلتیه نشان می دهد که با اعمال اختلاف پتانسیل بین دو هادی مختلف، می توان اختلاف دما را ایجاد کرد.

اثر تامسون - اثر تامسون می گوید که وقتی دو فلز مختلف به هم می رسند و اگر دو اتصال ایجاد می کنند، به دلیل گرادیان دما، ولتاژ در تمام طول هادی القا می شود. گرادیان دما یک اصطلاح فیزیکی است که جهت و سرعت تغییر دما در یک مکان خاص را توصیف می کند.

اصل کار ترموکوپل ها

اصل عملکرد ترموکوپل ها بر اساس سه اثر است.

جلوه برگشتی را ببینید - اثر برگشتی بین دو ماده معدنی مختلف رخ می دهد. هنگامی که گرما به هر یک از فلزات داده می شود، الکترون ها شروع به جریان از فلز داغ به فلز سرد می کنند. بنابراین، جریان مستقیم در مدار القا می شود.

https://illustrationprize.com/es/213-thermocouple.html

ابزار حرارتی

به طور خلاصه، این پدیده ای است که در آن اختلاف دمایی بین دو فلز غیرمشابه منجر به اختلاف پتانسیل بین آنها می شود و اثر See beck ولتاژهای کمی در هر کلوین دما ایجاد می کند.

اثر پلتیه - اثر پلتیه معکوس اثر سیبک است. اثر پلتیه نشان می دهد که با اعمال اختلاف پتانسیل بین دو هادی مختلف، می توان اختلاف دما را ایجاد کرد.

اثر تامسون - اثر تامسون می گوید که وقتی دو فلز مختلف به هم می رسند و اگر دو اتصال ایجاد می کنند، به دلیل گرادیان دما، ولتاژ در تمام طول هادی القا می شود. گرادیان دما یک اصطلاح فیزیکی است که جهت و سرعت تغییر دما در یک مکان خاص را توصیف می کند.

ساخت و ساز حرارتی

ترموکوپل از دو فلز مختلف ساخته شده است. این فلزات در نقطه تقاطع به هم جوش داده می شوند. این تقاطع به عنوان نقطه اندازه گیری در نظر گرفته می شود. نقطه تقاطع به سه نوع طبقه بندی می شود.

اتصال زمین نشده - در یک اتصال زمین نشده، هادی ها به طور کامل از آستین محافظ جدا می شوند و برای کارهای اعمال فشار بالا استفاده می شوند. مزیت اصلی استفاده از این نوع کوپلینگ کاهش تأثیر میدان مغناطیسی انگلی است.

زمین - در این نوع اتصال. فلز و آستین محافظ به هم جوش داده شده اند. از زمین برای اندازه گیری دما در یک محیط خورنده استفاده کنید. این اتصال مقاومت در برابر صدا را ایجاد می کند.

خروجی لخت - این نوع اتصال در مواردی که نیاز به پاسخ سریع است استفاده می شود. اتصال در معرض برای اندازه گیری دمای گاز استفاده می شود.

استفاده از مواد برای ساخت ترموکوپل به محدوده اندازه گیری دما بستگی دارد.

عملکرد ترموکوپل

مدار ترموکوپل در شکل زیر نشان داده شده است. مدار از دو فلز مختلف تشکیل شده است. این فلزات به گونه ای در کنار هم قرار می گیرند که دو پیوند ایجاد می کنند. فلزات به اتصال از طریق جوش محدود می شوند.

آهن-صامت-ترموکوپل

فرض کنید P و Q دو محل اتصال ترموکوپل باشند. t1 و T2 دماهای محل اتصال هستند. از آنجایی که دمای اتصالات با یکدیگر متفاوت است، EMF در مدار تولید می شود.

اگر دمای محل اتصال برابر باشد، EMF برابر و مخالف در مدار تولید می شود و جریان صفر از آن عبور می کند. اگر دمای محل اتصال نابرابر شود، اختلاف پتانسیل در مدار القا می شود. بزرگی القای EMF در مدار بستگی به نوع مواد استفاده شده برای ساخت ترموکوپل دارد. کل جریان عبوری از مدار از طریق دستگاه های اندازه گیری اندازه گیری می شود.

القای EMF در مدار ترموکوپل با معادله داده می شود

معادله ترموکوپل

جایی که Δθ - اختلاف دما بین محل اتصال ترموکوپل داغ و محل اتصال ترموکوپل مرجع.

a، b - ثابت ها

اندازه گیری خروجی ترموکوپل

خروجی EMF بدست آمده از ترموکوپل ها را می توان از طریق روش های زیر اندازه گیری کرد.

مولتی متر - روش ساده تری برای اندازه گیری خروجی EMF ترموکوپل است. مولتی متر به اتصالات سرد ترموکوپل متصل می شود انحراف نشانگر مولتی متر برابر جریانی است که از متر می گذرد.

پتانسیومتر - خروجی ترموکوپل را می توان با کمک پتانسیومتر DC نیز اندازه گیری کرد.

تقویت کننده با دستگاه های خروجی - خروجی به دست آمده از ترموکوپل ها از طریق یک تقویت کننده تقویت می شود و سپس به دستگاه ضبط یا نشانگر تغذیه می شود.

مزایای ترموکوپل

در زیر به مزایای ترموکوپل ها اشاره شده است.

ترموکوپل ارزان تر از سایر دستگاه های اندازه گیری دما است.

ترموکوپل دارای زمان پاسخ سریع است.

دارای محدوده دمایی گسترده ای است.

معایب ترموکوپل ها

ترموکوپل دقت پایینی دارد.

کالیبراسیون مجدد ترموکوپل دشوار است.

آلیاژ نیکل، آلیاژ پلاتین/رودیوم، آلیاژ تنگستن/رنیم، کروم طلا، آلیاژ آهن نام آلیاژهایی است که برای ساخت ترموکوپل استفاده می شود. شما می توانید به منظور خرید سنسور ترموکوپل، سنسور RTD، ترمیستور به وبسایت مانیاد صنعت maniadsanat.com سر بزنید.