Ilana iṣẹ ti thermometer itanna

Thermometer thermoelectric naa nlo thermocouple bi iwọn wiwọn iwọn otutu lati wiwọn agbara thermoelectromotive ti o baamu pẹlu iwọn otutu ati iye iwọn otutu ti han nipasẹ mita. O ti lo ni lilo pupọ lati wiwọn iwọn otutu ni ibiti o ti -200 ℃ ~ 1300 ℃, ati labẹ awọn ayidayida pataki, o le wọn iwọn otutu giga ti 2800 ℃ tabi iwọn otutu kekere ti 4K. O ni awọn abuda ti iṣeto ti o rọrun, idiyele kekere, iṣedede giga, ati iwọn wiwọn iwọn otutu jakejado. Nitori thermocouple yi iwọn otutu pada si ina fun wiwa, o rọrun lati wiwọn ati ṣakoso iwọn otutu, ati lati fikun ati yi awọn ifihan iwọn otutu pada. O jẹ deede fun wiwọn ọna pipẹ ati iṣakoso laifọwọyi. Ninu ọna wiwọn iwọn otutu olubasọrọ, ohun elo ti thermometers thermoelectric jẹ wọpọ julọ.

DS-1
(1) Ilana wiwọn iwọn otutu Thermocouple
Ilana ti wiwọn iwọn otutu thermocouple da lori ipa thermoelectric.
So awọn oludari A ati B pọ ti awọn ohun elo oriṣiriṣi meji ni tito lẹsẹsẹ sinu lupu pipade. Nigbati iwọn otutu ti awọn olubasọrọ meji 1 ati 2 ba yatọ, ti o ba jẹ T> T0, agbara thermoelectromotive yoo wa ni ipilẹṣẹ ni lupu, ati pe iye kan yoo wa ninu lupu. Awọn ṣiṣan nla ati kekere, iṣẹlẹ yii ni a pe ni ipa pyroelectric. Agbara electromotive yii ni olokiki daradara “Agbara thermoelectromotive Seebeck”, ti a tọka si bi “agbara thermoelectromotive”, ti a tọka si bi EAB, ati pe awọn oludari A ati B ni a pe ni thermoelectrodes. Olubasọrọ 1 nigbagbogbo ni a papọ pọ, ati pe o wa ni aye wiwọn iwọn otutu lati lero iwọn otutu ti wọnwọn lakoko wiwọn, nitorinaa a pe ni opin wiwọn (tabi opin igbona ti opin iṣẹ). Ikọpọ 2 nilo iwọn otutu igbagbogbo, eyiti a pe ni itọka itọkasi (tabi ipade tutu). Sensọ kan ti o dapọ awọn oludari meji ati iyipada iwọn otutu sinu agbara thermoelectromotive ni a pe ni thermocouple.

Agbara thermoelectromotive jẹ akopọ ti agbara ikansi ti awọn oludari meji (agbara Peltier) ati agbara iyatọ iwọn otutu ti adaorin kan (agbara Thomson). Iwọn ti agbara thermoelectromotive jẹ ibatan si awọn ohun-ini ti awọn ohun elo adaorin meji ati iwọn otutu ipade.
Iwọn iwulo itanna inu adaorin yatọ. Nigbati awọn oludari meji A ati B pẹlu ọpọlọpọ iwuwo elekitironi wa ni ifọwọkan, titan kaakiri itanna waye lori oju ibasọrọ, ati awọn elekitironi n ṣan lati ọdọ adaorin pẹlu iwuwo elekitiro giga si adari pẹlu iwuwo kekere. Oṣuwọn ti tan kaakiri itanna jẹ ibatan si iwuwo itanna ti awọn oludari meji ati pe o jẹ deede si iwọn otutu ti agbegbe olubasọrọ. Ti a ba ro pe awọn iwuwo elekitire ọfẹ ti awọn oludari A ati B jẹ NA ati NB, ati NA> NB, nitori abajade itankale itanna, adaorin A padanu awọn elekitironi o si gba agbara daadaa, lakoko ti adaorin B gba awọn elekitironi o si di agbara odi, ni ọna ina aaye lori aaye olubasọrọ. Aaye ina yii n ṣe idiwọ itankale awọn elekitironi, ati pe nigbati a ba de iwọntunwọnsi to lagbara, iyatọ ti o ni agbara iduroṣinṣin ti wa ni akoso ni agbegbe olubasọrọ, iyẹn ni, agbara ikansi, ti iwọn rẹ jẹ

(8.2-2)

Nibo igbagbogbo ti k – Boltzmann, k = 1.38 × 10-23J / K;
e – iye idiyele itanna, e = 1.6 × 10-19 C;
T – Awọn iwọn otutu ni aaye olubasọrọ, K;
NA, NB - jẹ iwuwo iwuwo ọfẹ ti awọn oludari A ati B, lẹsẹsẹ.
Agbara itanna elektromomu ti ipilẹṣẹ nipasẹ iyatọ iwọn otutu laarin awọn opin meji ti adaorin ni a pe ni agbara thermoelectric. Nitori igbasẹ lila otutu, pinpin agbara ti awọn elekitironi ti yipada. Awọn elekitironi opin otutu giga (T) yoo tan kaakiri si opin iwọn otutu kekere (T0), ti o fa opin iwọn otutu giga lati gba agbara daadaa nitori pipadanu awọn elekitironi, ati opin iwọn otutu kekere lati gba agbara ni odi nitori awọn elekitironi. Nitorinaa, iyatọ ti o pọju tun jẹ ipilẹṣẹ ni awọn opin meji ti adaorin kanna ati idilọwọ awọn elekitironi lati itankale lati opin iwọn otutu giga si opin iwọn otutu kekere. Lẹhinna awọn elekitironi tan kaakiri lati ṣe iwọntunwọnsi agbara. Iyatọ ti o pọju ti a ṣeto ni akoko yii ni a pe ni agbara thermoelectric tabi agbara Thomson, eyiti o ni ibatan si iwọn otutu Fun

(8.2-3)

JDB-23 (2)

Ninu agbekalẹ, σ jẹ iyeida Thomson, eyiti o ṣe aṣoju iye ipa agbara electromotive ti a ṣe nipasẹ iyatọ iwọn otutu ti 1 ° C, ati titobi rẹ ni ibatan si awọn ohun-ini ohun elo ati iwọn otutu ni awọn ipari mejeeji.
Circuit pipade thermocouple ti o ni awọn oludari A ati B ni awọn agbara ikansi meji eAB (T) ati eAB (T0) ni awọn olubasoro meji, ati nitori T> T0, agbara thermoelectric tun wa ni ọkọọkan awọn oludari A ati B. Nitorina, lapapọ agbara itanna eleru gbona EAB (T, T0) ti lupu ti o ni pipade yẹ ki o jẹ apapọ aljebra ti ipa elektromotive olubasọrọ ati iyatọ iwọn otutu agbara ina, eyun:

(8.2-4)

Fun thermocouple ti o yan, nigbati iwọn otutu itọka ba jẹ ibakan, apapọ thermoelectromotive agbara di iṣẹ-iye kan ti iwọn ebute iwọn wiwọn T, eyini ni, EAB (T, T0) = f (T). Eyi ni ipilẹ ipilẹ ti iwọn otutu wiwọn thermocouple.


Akoko ifiweranṣẹ: Jun-11-2021