اصل کار دماسنج ترموکوپل

هنگامی که دو هادی مختلف برای تشکیل یک مدار تماس می گیرند ، یک پتانسیل الکتریکی در مدار ایجاد می شود. بزرگی این پتانسیل الکتریکی به طور مستقیم با اختلاف دما بین دو مخاطب مرتبط است. این پدیده اثر ترموالکتریک نامیده می شود. عنصر سنجش دما ساخته شده با استفاده از اثر ترموالکتریک یک ترموکوپل است و دماسنج تشکیل شده از یک ترموکوپل به عنوان یک عنصر سنجش دما یک دماسنج ترموکوپل است.

در نظریه الکترونیکی کلاسیک ، پتانسیل ترموالکتریک از دو بخش تشکیل شده است: پتانسیل اختلاف دما و پتانسیل تماس.
پتانسیل ترموالکتریک در اثر اختلاف دما بین دو انتهای یک هادی همگن ایجاد می شود. پتانسیل تماس پتانسیل تشکیل شده در هنگام تماس با دو هادی مختلف A و B به دلیل چگالی الکترونی آزاد مختلف بین این دو ، و در نتیجه انتشار الکترونی در نقطه تماس ایجاد می شود. پتانسیل تماس نه تنها تابعی از دما t است ، بلکه سهم آن در پتانسیل ترموالکتریک نیز بسیار بیشتر از پتانسیل ترموالکتریک است.
پتانسیل ترموالکتریک تولید شده توسط ترموکوپل به دلیل تغییر دما می تواند اندازه گیری شود و مقدار دما باعث پتانسیل ترموالکتریک بر اساس رابطه عملکردی بین پتانسیل ترموالکتریک و تغییر دما می شود. اصل کار دماسنج ترموکوپل

جبران پایان سرد چیست

پتانسیل ترموالکتریک تولید شده توسط ترموکوپل به دمای دو انتهای آن بستگی دارد. تنها هنگامی که دمای انتهای سرما ثابت باقی بماند ، خروجی پتانسیل ترموالکتریک یک عملکرد تک ارزشی از دمای انتهای اندازه گیری (پایان گرم) است. علاوه بر این ، مقیاس ترموکوپل که به طور گسترده در فناوری مهندسی مورد استفاده قرار می گیرد و مقیاس ابزار نمایش دما حک شده با توجه به مقیاس بر اساس دمای انتهای سرد درجه {1}}} ساخته می شود. بنابراین ، برای اطمینان از صحت اندازه گیری ترموکوپل ، باید دمای انتهای سرد آن جبران شود.

روش های زیادی برای جبران دمای انتهای سرما ترموکوپل وجود دارد. در ابزارهای صنعتی و سایتهای تولیدی ، روشهای جبران خسارت متعارف شامل روش جبران دمای پایان سرد و روش پل جبران خسارت است. روشهای جبران خسارت پیشرفته تر ، مانند روش جبران هوشمند.

اصل و روش جبران دما ترموکوپل

پس از مرتب سازی ، می توانید به راحتی چندین مشکل مشترک در مورد جبران پایان سرما را درک کنید:

1. سیم جبران خسارت اختلاف بین دما در نقطه اتصال عنصر اندازه گیری دما و دمای اتاق کنترل را جبران می کند.

2. مدار جبران خسارت تفاوت بین دمای اتاق کنترل و دمای انتهای سرما نظری را که باید ثابت شود جبران می کند.

3. عواقب استفاده از ترموکوپل و سیم جبران خسارت به صورت معکوس. به عنوان مثال:

هنگامی که درجه حرارت در نقطه اتصال ترموکوپل و سیم جبران خسارت از دمای اتاق کنترل بیشتر است ، پتانسیل جبران سیم جبران خسارت مثبت است ، که باید پتانسیل ترموالکتریک تولید شده توسط ترموکوپل به علاوه پتانسیل جبران خسارت ناشی از سیم جبران خسارت باشد. اگر به صورت معکوس متصل شود ، معادل اضافه کردن یک مقدار منفی است ، که این نشانه را کم می کند.

هنگامی که درجه حرارت در نقطه اتصال ترموکوپل و سیم جبران خسارت از دمای اتاق کنترل پایین تر است ، پتانسیل جبران سیم جبران خسارت منفی است ، که باید پتانسیل ترموالکتریک تولید شده توسط ترموکوپل منهای پتانسیل جبران خسارت ناشی از سیم جبران خسارت باشد. اگر به صورت معکوس متصل شود ، معادل کم کردن یک مقدار منفی است که این نشانه را زیاد می کند.

هنگامی که درجه حرارت در نقطه اتصال ترموکوپل و سیم جبران خسارت برابر با دمای اتاق کنترل باشد ، پتانسیل جبران سیم جبران خسارت صفر است که هیچ تاثیری در اندازه گیری ندارد (یعنی دمای اتاق نمایش داده می شود).

فرستنده یا کارت های دما ترموکوپل همگی دارای مدارهای جبران دما هستند. عملکرد آنها جبران عدم اطمینان از دمای انتهای سرد ترموکوپل بر اساس قانون دمای میانی ترموکوپل - "پتانسیل ترموالکتریک بین دو اتصال از مدار ترموکوپل (درجه حرارت t ، t 0) برابر با جمع جبری AT t {2}}. پتانسیل ترموالکتریک در دمای انتهای سرد ترموکوپل در دمای Tn ، t {3}} ایجاد می شود. در اصل ، می تواند یک سیگنال DC Millivolt ایجاد کند که با دمای محیط انتهای مرجع تغییر می کند. هنگامی که به صورت سری در مدار اندازه گیری ترموکوپل برای اندازه گیری دما متصل می شود ، می توان دمای انتهای مرجع را به طور خودکار جبران کرد.

دلیل اساسی استفاده از مدار جبران خسارت سرد ترموکوپل عدم اطمینان از دمای انتهای سرما است. اگرچه استاندارد فارغ التحصیلی ترموکوپل مبتنی بر درجه صفر است. اگرچه انتهای سرما معمولاً به عنوان مرجع برای توضیح اصل جبران دما استفاده می شود. اما در واقعیت ، اگر دمای انتهای سرما ثابت باشد ، فقط لازم است تفاوت بین t (t ، to) و t (t ، tn) را محاسبه کنید و به طور مصنوعی در طی فرآیند نشانه یک خطای متضاد ایجاد کنید تا خطای ناشی از دمای انتهای سرد غیر صفر را جبران کنید. سپس می توان مقدار اندازه گیری صحیح را بدست آورد.

بنابراین ، مدار جبران خسارت سرد لزوماً نیازی به استفاده از درجه صفر به عنوان مرجع جبران دما ندارد. در عین حال ، مدار جبران خسارت پایان سرد ترموکوپل اغلب دارای یک محدوده سازگاری است و نمی تواند نیازهای جبران خسارت را فراتر از این محدوده برآورده کند. از منظر سازگاری با محیط ، کاهش هزینه ها ، ساده کردن مدارها ، کاهش حجم و سایر عوامل ، به یک روش معمول برای انتخاب یک نقطه دمای مناسب و غیر صفر به عنوان مرجع جبران خسارت مدار جبران خسارت تبدیل شده است. مرجع جبران خسارت این مدار جبران خسارت سرد ، دمای جبران مدار جبران خسارت نامیده می شود. هر ابزار یا کارت با عملکرد جبران خسارت پایان سرد دارای این نشانگر است. (اگر مشخص نشده باشد ، به درجه 0} پیش فرض می شود ، که در شاخص های دما و فرستنده دما با جبران پایان سرد رایج است.