Co je to termočlánek a jaké jsou jeho použití a principy?

Základní princip měření teploty termočlánku

Svařjte dva vodiče nebo polovodiče A a B různých materiálů dohromady a vytvoří uzavřenou smyčku. Když existuje teplotní rozdíl mezi dvěma body 1 a 2 vodičů A a B, mezi nimi se vytváří elektromotorická síla, čímž se ve smyčce tvoří proud určité velikosti. Tento jev se nazývá termoelektrický efekt. Termočlánky fungují pomocí tohoto efektu.

Co je to termočlán?

Jak termočlánky, tak tepelné rezistory patří k měření teploty kontaktní teploty při měření teploty. Přestože mají stejnou funkci měření teploty objektu, jejich principy a vlastnosti jsou odlišné.

Termočlánky jsou nejpoužívanější teplotní zařízení při měření teploty. Jejich hlavními rysy jsou široký rozsah měření, relativně stabilní výkon, jednoduchá struktura, dobrá dynamická odezva a schopnost přenášet 4-20 MA Elektrické signály vzdáleně, což je vhodné pro automatickou kontrolu a centralizovanou kontrolu. Princip měření teploty termočlánků je založen na termoelektrickém účinku. Pokud jsou dva různé vodiče nebo polovodiče připojeny do uzavřené smyčky, když se teploty na obou křižovatkách liší, bude ve smyčce generován termoelektrický potenciál. Tento jev se nazývá termoelektrický efekt, také známý jako Seebeck efekt. Termoelektrický potenciál generovaný v uzavřené smyčce se skládá ze dvou potenciálů: potenciálu teplotního rozdílu a potenciálu kontaktu. Termoelektrický potenciál označuje potenciál generovaný dvěma koncemi stejného vodiče v důsledku různých teplot. Různé vodiče mají různé hustoty elektronů, takže potenciál, který generují, je také odlišný. Jak název napovídá, kontaktní potenciál se týká potenciálu vytvořeného, ​​když jsou dva různé vodiče v kontaktu kvůli jejich různým elektronovým hustotám, což vytváří určité množství elektronové difúze. Velikost kontaktního potenciálu závisí na vlastnostech materiálu dvou různých vodičů a na teplotě jejich kontaktních bodů. V současné době mají termočlánky používané mezinárodně standardní specifikaci. Mezinárodní předpisy stanoví, že termočlánky jsou rozděleny do osmi různých divizí, jmenovitě B, R, S, K, N, E, J a T. Nejnižší teplota lze měřit je mínus 270 stupňů Celsia a nejvyšší může dosáhnout 1800 stupňů Celsia. Mezi nimi patří B, R a S do platinové řady termočlánků. Protože platina je drahý kov, nazývají se také termočlánky drahých kovů a zbývající se nazývají levné kovové termočlánky. Existují dvě struktury termočlánků, běžný typ a obrněný typ. Obyčejné termočlánky se obvykle skládají z termočlánků, izolačních zkumavek, ochranných rukávů a spojovacích krabic, zatímco obrněné termočlánky jsou sestaveny kombinací vodičů termočlánků, izolačních materiálů a kovových ochranných rukávů a poté se natahují tak, aby vytvořily pevnou kombinaci. Elektrický signál termočlánku však vyžaduje speciální drát k přenosu, který nazýváme kompenzační vodič. Různé termočlánky vyžadují různé kompenzační dráty, jejichž hlavní funkcí je spojit se s termočlánkem, aby se referenční konec termočlánku mimo napájecí zdroj, takže teplota referenčního konce je stabilní. Kompenzační vodič je rozdělen do typu kompenzace a typu prodloužení. Chemické složení prodlužovacího drátu je stejné jako složení kompenzovaného termočlánku, ale v praxi není prodlužovací drát vyroben ze stejného kovu jako termočlán. Obecně je nahrazen drátem stejnou hustotou elektronů jako termočlánek. Spojení mezi kompenzačním drátem a termočlánkem je obecně velmi jasné. Pozitivní pól termočlánku je připojen k červenému drátu kompenzačního vodiče a záporná pól je připojen ke zbývající barvě. Většina vodičů obecných kompenzací je vyrobena ze slitiny mědi-nickel.