Die werkbeginsel van die elektroniese termometer

Die termo-elektriese termometer gebruik 'n termokoppel as die temperatuur meetelement om die termo-elektriese krag te meet wat ooreenstem met die temperatuur en die temperatuurwaarde word deur die meter vertoon. Dit word wyd gebruik om die temperatuur in die omgewing van -200 ℃ ~ 1300 measure te meet, en onder spesiale omstandighede kan dit die hoë temperatuur van 2800 ℃ of die lae temperatuur van 4K meet. Dit het die kenmerke van eenvoudige struktuur, lae prys, hoë akkuraatheid en 'n wye meetbereik vir temperatuur. Omdat die termokoppel temperatuur in elektrisiteit omskakel vir opsporing, is dit handig om temperatuur te meet en te beheer, en om temperatuurseine te versterk en te transformeer. Dit is geskik vir langafstandmeting en outomatiese beheer. In die kontakmetingmetingmetode is die toepassing van termo-elektriese termometers die algemeenste.

DS-1
(1) Thermokoppel temperatuurmetingsbeginsel
Die beginsel van temperatuurmeting met termokoppels is gebaseer op die termo-effek.
Verbind die geleiers A en B van twee verskillende materiale in serie in 'n geslote lus. As die temperatuur van die twee kontakte 1 en 2 verskillend is, as T> T0, word 'n termo-elektriese krag in die lus gegenereer, en daar sal 'n sekere hoeveelheid in die lus wees. Groot en klein strome, hierdie verskynsel word pyro-elektriese effek genoem. Hierdie elektromotoriese krag is die bekende "Seebeck-termo-elektromotoriese krag", waarna verwys word as "termo-elektromotoriese krag", aangedui as EAB, en geleiers A en B word termo-elektrodes genoem. Kontak 1 word gewoonlik aan mekaar vasgesweis en word in die temperatuurmetingsplek geplaas om die gemete temperatuur tydens die meting te voel, dus word dit die meetpunt (of die warm punt van die werkende einde) genoem. Die aansluiting 2 benodig 'n konstante temperatuur, wat die verwysingskruising (of koue aansluiting) genoem word. 'N Sensor wat twee geleiers kombineer en temperatuur omskakel in 'n termo-kragkrag, word 'n termokoppel genoem.

Die termo-elektriese krag bestaan ​​uit die kontakpotensiaal van twee geleiers (Peltier-potensiaal) en die temperatuurverskilpotensiaal van 'n enkele geleier (Thomson-potensiaal). Die grootte van die termo-elektriese krag hou verband met die eienskappe van die twee geleiermateriaal en die verbindingstemperatuur.
Die elektrondigtheid binne die geleier is anders. Wanneer twee geleiers A en B met verskillende elektrondigthede in kontak is, vind elektrondiffusie op die kontakoppervlak plaas, en die elektrone vloei vanaf die geleier met 'n hoë elektrondigtheid na die geleier met 'n lae digtheid. Die elektrondiffusiesnelheid hou verband met die elektrondigtheid van die twee geleiers en is eweredig aan die temperatuur van die kontakarea. Veronderstel dat die vrye elektrondigthede van geleiers A en B NA en NB is, en NA> NB as gevolg van elektrondiffusie verloor geleier A elektrone en word positief gelaai, terwyl geleier B elektrone kry en negatief gelaai word en 'n elektriese vorm vorm. veld op die kontakoppervlak. Hierdie elektriese veld verhinder die verspreiding van elektrone, en wanneer dinamiese ewewig bereik word, word 'n stabiele potensiaalverskil gevorm in die kontakarea, dit wil sê die kontakpotensiaal, waarvan die grootte

(8.2-2)

Waar k – Boltzmann se konstante, k = 1,38 × 10-23J / K;
e – die hoeveelheid elektronlading, e = 1,6 × 10-19 C;
T – Die temperatuur by die kontakpunt, K;
NA, NB - is die vrye elektrondigthede van onderskeidelik geleiers A en B.
Die elektromotoriese krag wat deur die temperatuurverskil tussen die twee ente van die geleier gegenereer word, word die termo-elektriese potensiaal genoem. As gevolg van die temperatuurgradiënt word die energieverspreiding van die elektrone verander. Die hoë-temperatuur-eind (T) -elektrones sal diffundeer na die lae-temperatuur-einde (T0), wat veroorsaak dat die hoë-temperatuur-einde positief gelaai word as gevolg van die verlies aan elektrone, en dat die lae temperatuur-einde negatief gelaai word as gevolg van elektrone. Daarom word 'n potensiaalverskil ook aan die twee ente van dieselfde geleier gegenereer en voorkom dat elektrone versprei van die einde van die hoë temperatuur tot die einde van die lae temperatuur. Dan versprei die elektrone om 'n dinamiese ewewig te vorm. Die potensiaalverskil wat tans vasgestel word, word die termo-elektriese potensiaal of Thomson-potensiaal genoem, wat verband hou met die temperatuur For

(8.2-3)

JDB-23 (2)

In die formule is σ die Thomson-koëffisiënt, wat die elektromotoriese kragwaarde voorstel wat deur 'n temperatuurverskil van 1 ° C gegenereer word, en die grootte daarvan hou verband met die materiaaleienskappe en die temperatuur aan beide kante.
Die geslote stroomkring van die termokoppel wat bestaan ​​uit geleiers A en B het twee kontakpotensiale eAB (T) en eAB (T0) by die twee kontakte, en omdat T> T0, is daar ook 'n termo-elektriese potensiaal in elk van geleiers A en B. die totale termiese elektromotoriese krag EAB (T, T0) van die geslote lus moet die algebraïese som van die kontakelektromotoriese krag en die temperatuurverskil elektriese potensiaal wees, naamlik:

(8.2-4)

Wanneer die verwysingstemperatuur konstant is, word die totale termo-elektriese krag vir die geselekteerde thermokoppel 'n enkele waarde van die meetterminaal temperatuur T, dit wil sê EAB (T, T0) = f (T). Dit is die basiese beginsel van die temperatuurmeting van die termokoppel.


Plaas tyd: Jun-11-2021