Съдържание
- Ефектът Зеебек
- Функцията на термодвойка
- Видове термодвойки
- Приложения
- Закони за използване на термодвойки
Термодвойката е устройство, използвано за преобразуване на топлина в електрическа енергия. Той измерва температурната разлика между две точки. Термодвойките са сред най-широко използваните сензори за температура поради широката им наличност и много ниската цена. За съжаление обаче те не са най-точните четци за температура.
Ефектът Зеебек
Ефектът на Seebeck играе ключова роля във функцията на термодвойка. В него се посочва, че температурната разлика между два метални полупроводника ще създаде електричество. Когато тези полупроводници образуват контур, се прави електрически ток. Термодвойките разчитат на този ефект за измерване на температурата. Когато се постави термодвойка между температурен градиент между два полупроводника, тя става част от веригата, създадена от ефекта на Зеебек. Това му позволява да измерва напрежение и да го преобразува в четим градиент на температурата в зависимост от видовете метал, които се използват.
Функцията на термодвойка
Когато термодвойката измерва градиент на температурата, тя измерва температурната разлика между два полупроводника. Това означава, че термодвойката трябва да бъде свързана към мултицет, което позволява на потребителя да отчита напрежението на двата включени полупроводника. Разликата на температурата и напрежението са пряко свързани. Следователно, ако човек може да прочете напрежението, преминаващо през верига, след това може да се изчисли температурната разлика между двата полупроводника. Тази разлика в температурата се получава чрез измерване на напрежението; за напрежението директно съответства на температурната разлика между двата кръстовища на полупроводниците на термодвойките.
Видове термодвойки
Има много видове термодвойки, всички вариращи в металната сплав, използвана в тяхната сонда. Най-често срещаните термодвойки тип К (хромел-алумел) са много евтини и имат широк диапазон от температури, които могат да измерват. Евтиността на този тип обаче показва, че не е много точен и може да изпита промени в чувствителността при температури над 354 градуса по Целзий, което е точка на Кюри за никел, съставна част на хромела. Термодвойките тип Е (хромел-константин) имат по-висока чувствителност от тип К и са немагнитни. Има много други видове термодвойки и пълен списък можете да намерите в раздела Ресурси.
Приложения
Термодвойките се използват при производството на стомана за измерване на температурата на стоманата, за да се определи съдържанието на въглерод в стоманата въз основа на нейната температура на топене. Използват се и в пилотни светлини. Това приложение изисква сондата на термодвойката да бъде в пилотния пламък, за да каже дали пламъкът е включен. Когато пламъкът е включен, в термодвойката се генерира ток и той отчита топлината, произведена от пламъка. Когато пламъкът е изгасен, електронните сензори могат да знаят да изключат газа, за да предотвратят евентуални течове на газ.
Закони за използване на термодвойки
Термодвойките спазват три закона, когато работят. Първо, законът за хомогенните материали гласи, че температурите, които не се прилагат в кръстовищата на термодвойката, няма да повлияят на произведеното напрежение, тъй като те не създават повече температурен градиент. Второ, законът за междинните материали гласи, че новите материали, инжектирани във веригата, няма да променят напрежението, стига съединенията, образувани от новия материал, да не изпитват температурни градиенти. Законът за последователни температури гласи, че напреженията между три или повече кръстовища могат да се добавят заедно.