Содержание
Термопара - это устройство, используемое для преобразования тепла в электроэнергию. Он измеряет разницу температур между двумя точками. Термопары являются одними из наиболее широко используемых датчиков температуры из-за их широкой доступности и очень низкой стоимости. К сожалению, однако, они не самые точные считыватели температуры.
Эффект Зеебека
Эффект Зеебека играет ключевую роль в функции термопары. В нем говорится, что разница температур между двумя металлическими полупроводниками будет создавать электричество. Когда эти полупроводники образуют петлю, создается электрический ток. Термопары полагаются на этот эффект для измерения температуры. Когда термопара помещается между градиентом температуры между двумя полупроводниками, она становится частью цепи, созданной эффектом Зеебека. Это позволяет ему измерять напряжение и преобразовывать это напряжение в читаемый температурный градиент в зависимости от используемых металлов.
Функция термопары
Когда термопара измеряет градиент температуры, она измеряет разницу температур между двумя полупроводниками. Это означает, что термопара должна быть подключена к мультиметру, что позволяет пользователю считывать напряжение двух задействованных полупроводников. Разница температуры и напряжения напрямую связаны. Следовательно, если можно считать напряжение, проходящее через цепь, можно рассчитать разницу температур между двумя полупроводниками. Эта разность температур получается путем измерения напряжения; для напряжения непосредственно соответствует разность температур между двумя контактами термопары полупроводников.
Типы термопар
Существует много типов термопар, различающихся по металлическому сплаву, используемому в их зонде. Наиболее распространенные термопары типа K (хромель-алюмель) очень дешевы и имеют широкий диапазон температур, которые они могут измерять. Однако дешевизна этого типа проявляется в том, что он не очень точен и может испытывать изменения чувствительности при температурах выше 354 градусов Цельсия, что является точкой Кюри для никеля, составляющего хромель. Термопары типа E (хромель-константин) имеют более высокую чувствительность, чем тип K, и являются немагнитными. Есть много других типов термопар, и полный список можно найти в разделе Ресурсы.
Приложения
Термопары используются в производстве стали для измерения температуры стали с целью определения содержания углерода в стали на основе ее температуры плавления. Они также используются в сигнальных огнях. Это приложение требует, чтобы датчик термопары находился в контрольном пламени, чтобы определить, включено ли пламя. Когда пламя включено, в термопаре генерируется ток, который считывает тепло, выделяемое пламенем. Когда пламя выключено, электронные датчики могут отключить газ, чтобы предотвратить возможные утечки газа.
Законы использования термопар
При работе термопары подчиняются трем законам. Во-первых, закон однородных материалов гласит, что температуры, не приложенные к спаям термопары, не будут влиять на создаваемое напряжение, поскольку они больше не создают температурный градиент. Во-вторых, закон промежуточных материалов гласит, что новые материалы, введенные в цепь, не будут изменять напряжение, пока соединения, образованные новым материалом, не испытывают градиент температуры. Закон последовательных температур гласит, что напряжения между тремя или более соединениями могут складываться вместе.