עקרון העבודה של חיישן הטמפרטורה ושיקולי הבחירה

כיצד חיישני צמד תרמי פועלים

כאשר ישנם שני מוליכים שונים ומוליכים למחצה A ו-B היוצרים לולאה, ושני הקצוות מחוברים זה לזה, כל עוד הטמפרטורות בשני הצמתים שונות, הטמפרטורה של קצה אחד היא T, הנקראת קצה העבודה או הקצה החם, והטמפרטורה של הקצה השני היא TO, הנקראת קצה חופשי או קצה קר, יש זרם בלולאה, כלומר, הכוח האלקטרו-מוטיבטיבי הקיים בלולאה נקרא כוח תרמו-אלקטרו-מוטיבטיבי. תופעה זו של יצירת כוח אלקטרו-מוטיבטיבי עקב הבדלי טמפרטורה נקראת אפקט זיבק. ישנן שתי השפעות הקשורות לאפקט זיבק: ראשית, כאשר זרם זורם דרך צומת של שני מוליכים שונים, חום נספג או משתחרר כאן (בהתאם לכיוון הזרם), המכונה אפקט פלטייה; שנית, כאשר זרם זורם דרך מוליך עם גרדיאנט טמפרטורה, המוליך סופג או משחרר חום (בהתאם לכיוון הזרם יחסית לגרדיאנט הטמפרטורה), המכונה אפקט תומסון. השילוב של שני מוליכים או מוליכים למחצה שונים נקרא צמד תרמי.

כיצד פועלים חיישנים התנגדותיים

ערך ההתנגדות של המוליך משתנה עם הטמפרטורה, וטמפרטורת האובייקט הנמדד מחושבת על ידי מדידת ערך ההתנגדות. החיישן שנוצר על פי עיקרון זה הוא חיישן טמפרטורת ההתנגדות, המשמש בעיקר לטמפרטורה בטווח הטמפרטורות של -200-500 מעלות צלזיוס. מדידה. מתכת טהורה היא חומר הייצור העיקרי של התנגדות תרמית, וחומר ההתנגדות התרמית צריך להיות בעל המאפיינים הבאים:

(1) מקדם הטמפרטורה של ההתנגדות צריך להיות גדול ויציב, וצריך להיות קשר ליניארי טוב בין ערך ההתנגדות לטמפרטורה.

(2) התנגדות גבוהה, קיבולת חום קטנה ומהירות תגובה מהירה.

(3) לחומר יש יכולת שחזור וביצועים טובים, והמחיר נמוך.

(4) התכונות הכימיות והפיזיקליות יציבות בטווח מדידת הטמפרטורה.

כיום, פלטינה ונחושת הן הנפוצות ביותר בתעשייה, והן הפכו למדידת טמפרטורה סטנדרטית של התנגדות תרמית.

שיקולים בעת בחירת חיישן טמפרטורה

1. האם תנאי הסביבה של האובייקט הנמדד גרמו נזק כלשהו לרכיב מדידת הטמפרטורה.

2. האם יש צורך לתעד, להפעיל אזעקה ולשלוט באופן אוטומטי על טמפרטורת האובייקט הנמדד, והאם יש צורך למדוד אותה ולשדר אותה מרחוק. 3800 100

3. במקרה בו טמפרטורת האובייקט הנמדד משתנה עם הזמן, האם השהיית רכיב מדידת הטמפרטורה יכולה לעמוד בדרישות מדידת הטמפרטורה.

4. גודל ודיוק טווח מדידת הטמפרטורה.

5. האם גודל גוף מדידת הטמפרטורה מתאים.

6. המחיר מובטח והאם הוא נוח לשימוש.

כיצד להימנע מטעויות

בעת התקנה ושימוש בחיישן הטמפרטורה, יש להימנע מהטעויות הבאות כדי להבטיח את אפקט המדידה הטוב ביותר.

1. שגיאות הנגרמות עקב התקנה לא נכונה

לדוגמה, מיקום ההתקנה ועומק ההחדרה של הצמד התרמי אינם יכולים לשקף את הטמפרטורה האמיתית של התנור. במילים אחרות, אין להתקין את הצמד התרמי קרוב מדי לדלת ולחימום, ועומק ההחדרה צריך להיות לפחות פי 8 עד 10 מקוטר צינור ההגנה.

2. שגיאת התנגדות תרמית

כאשר הטמפרטורה גבוהה, אם יש שכבת אפר פחם על צינור המגן ואבק מחובר אליה, ההתנגדות התרמית תגדל ותפריע להולכת החום. בשלב זה, ערך חיווי הטמפרטורה נמוך מהערך האמיתי של הטמפרטורה הנמדדת. לכן, יש לשמור על ניקיון החלק החיצוני של צינור ההגנה של הצמד התרמי כדי להפחית שגיאות.

3. שגיאות הנגרמות מבידוד לקוי

אם הצמד התרמי מבודד, יותר מדי לכלוך או סיגי מלח על צינור ההגנה ולוח השרטוט של החוטים יובילו לבידוד לקוי בין הצמד התרמי לדופן התנור, דבר חמור יותר בטמפרטורה גבוהה, מה שיגרום לא רק לאובדן פוטנציאל תרמואלקטרי אלא גם להפרעות. השגיאה הנגרמת מכך יכולה לפעמים להגיע לבאידו.

4. שגיאות הנגרמות על ידי אינרציה תרמית

השפעה זו בולטת במיוחד בעת ביצוע מדידות מהירות משום שהאינרציה התרמית של הצמד התרמי גורמת לערך המוצג על ידי המונה לפגר אחרי השינוי בטמפרטורה הנמדדת. לכן, יש להשתמש ככל האפשר בצמד תרמי בעל אלקטרודה תרמית דקה יותר וקוטר קטן יותר של צינור ההגנה. כאשר סביבת מדידת הטמפרטורה מאפשרת זאת, ניתן אף להסיר את צינור ההגנה. עקב השהיית המדידה, משרעת תנודת הטמפרטורה המזוהית על ידי הצמד התרמי קטנה מזו של תנודות טמפרטורת התנור. ככל שהשהיית המדידה גדולה יותר, כך משרעת תנודות הצמד התרמי קטנה יותר וההפרש מטמפרטורת התנור בפועל גדול יותר.