Termometro elektronikoaren lan printzipioa

Termometro termoelektrikoak termopar bat erabiltzen du tenperatura neurtzeko elementu gisa tenperaturari dagokion indar termoelektrotorea neurtzeko eta tenperaturaren balioa neurgailuak erakusten du. Oso erabilia da -200 ℃ ~ 1300 ℃ bitarteko tenperatura neurtzeko, eta egoera berezietan, 2800 temperature edo 4K tenperatura baxua neurtu ditzake. Egitura sinplearen, prezio baxuaren, zehaztasun handiaren eta tenperatura neurtzeko tarte zabalaren ezaugarriak ditu. Termopareak tenperatura elektrizitate bihurtzen duenez, detektatzeko, komenigarria da tenperatura neurtzea eta kontrolatzea, eta tenperatura seinaleak anplifikatzea eta eraldatzea. Distantzia luzeko neurketa eta kontrol automatikoa egiteko egokia da. Kontaktuen tenperatura neurtzeko metodoan termometro termoelektrikoen aplikazioa da ohikoena.

DS-1
(1) Termoparearen tenperatura neurtzeko printzipioa
Termoparearen tenperatura neurtzeko printzipioa efektu termoelektrikoan oinarritzen da.
Lotu serieko bi material desberdinen A eta B eroaleak begizta itxian. 1 eta 2 bi kontaktuen tenperatura desberdina denean, T> T0 bada, indar termoelektroeragilea sortuko da begiztan, eta kopuru jakin bat egongo da begiztan. Korronte handiak eta txikiak, fenomeno honi efektu piroelektrikoa deritzo. Indar elektroeragile hau "Seebeck indar termoelektroeragilea" ezaguna da, "indar termoelektroeragilea" deitzen zaio, EAB izenarekin, eta A eta B eroaleei termoelektrodo deritze. 1. kontaktua soldatu egiten da normalean, eta tenperatura neurtzeko lekuan jartzen da neurketan zehar neurtutako tenperatura sentitzeko, beraz, neurketaren amaiera (edo laneko muturraren beroa) deitzen zaio. 2. bilguneak tenperatura konstantea behar du, erreferentziazko bilgunea (edo lotura hotza) deitzen dena. Bi eroale konbinatzen dituen eta tenperatura indar termoelektromotore bihurtzen duen sentsoreari termopare deritzo.

Indar termoelektroeragilea bi eroaleren kontaktu-potentzialak (Peltier potentziala) eta eroale bakarraren tenperatura-desberdintasun potentzialak (Thomson potentziala) osatzen dute. Indar termoelektroeragilearen magnitudeak bi material eroaleren propietateekin eta loturaren tenperaturarekin lotura du.
Eroalearen barruko elektroien dentsitatea desberdina da. Elektroi-dentsitate desberdineko A eta B bi eroaleak kontaktuan daudenean, elektroi-difusioa gertatzen da kontaktu-gainazalean, eta elektroiak elektroi-dentsitate handia duen eroaletik dentsitate txikiko eroalera isurtzen dira. Elektroien difusio-abiadura bi eroaleen elektroi-dentsitatearekin erlazionatuta dago eta kontaktu-eremuko tenperaturarekiko proportzionala da. A eta B eroaleen elektroi askeko dentsitateak NA eta NB direla suposatuz, eta NA> NB, elektroi difusioaren ondorioz, A eroaleak elektroiak galtzen ditu eta karga positiboa lortzen du, B eroaleak elektroiak irabazi eta karga negatiboa lortzen duen bitartean, elektriko bat osatuz kontaktuaren gainazaleko eremua. Eremu elektriko honek elektroien difusioa oztopatzen du eta oreka dinamikoa lortzen denean, kontaktu-eremuan potentzial-diferentzia egonkorra sortzen da, hau da, bere magnitudea den kontaktu-potentziala.

(8.2-2)

Non k – Boltzmann-en konstantea, k = 1,38 × 10-23J / K;
e – elektroi kargaren zenbatekoa, e = 1,6 × 10-19 C;
T – Kontaktu puntuan tenperatura, K;
NA, NB– A eta B eroaleen elektroi askeko dentsitateak dira, hurrenez hurren.
Eroalearen bi muturren arteko tenperatura diferentziak sortutako indar elektroeragileari potentzial termoelektrikoa deritzo. Tenperatura gradientea dela eta, elektroien energia banaketa aldatu egiten da. Tenperatura altuko muturreko (T) elektroiak tenperatura baxuko muturrera (T0) hedatuko dira, tenperatura altuko muturra positiboki kargatuko dela elektroiak galtzearen ondorioz, eta tenperatura baxuko muturra negatiboki kargatuko da elektroien ondorioz. Hori dela eta, eroale beraren bi muturretan potentzial diferentzia ere sortzen da eta tenperatura altuko muturretik tenperatura baxuko muturrera elektroiak hedatzea eragozten du. Orduan elektroiak barreiatu egiten dira oreka dinamikoa eratzeko. Une honetan ezarritako potentzial diferentziari potentzial termoelektrikoa edo Thomson potentziala deritzo, For tenperaturarekin lotuta dagoena

(8.2-3)

JDB-23 (2)

Formulan, σ Thomson-en koefizientea da, 1 ° C-ko tenperatura diferentziak sortutako indar elektroeragilearen balioa adierazten du eta bere magnitudea materialen propietateekin eta bi muturretako tenperaturarekin lotuta dago.
A eta B eroaleek osatutako termoparearen zirkuitu itxiak bi kontaktuetan eAB (T) eta eAB (T0) bi kontaktu ditu, eta T> T0 denez, A eta B. eroale bakoitzean potentzial termoelektrikoa ere badago. begizta itxiaren EAB (T, T0) indar elektroeragile termiko osoa kontaktuaren indar elektroeragilearen eta tenperatura diferentziaren potentzial elektrikoaren batuketa aljebraikoa izan behar da, hau da:

(8.2-4)

Aukeratutako termoparearentzat, erreferentziako tenperatura konstantea denean, indar termoelektroeragile osoa neurtzeko T tenperaturaren balio bakarreko funtzioa bihurtzen da, hau da, EAB (T, T0) = f (T). Hau da termoparearen tenperatura neurtzeko oinarrizko printzipioa.


Mezuaren ordua: 21-ek-2121