It wurkprinsipe fan 'e elektroanyske thermometer

De thermoelektryske thermometer brûkt in thermokoppel as it temperatuermjittend elemint om de thermoelektro-krêft te mjitten dy't oerienkomt mei de temperatuer en de temperatuerwearde wurdt werjûn troch de meter. It wurdt breed brûkt om de temperatuer te mjitten yn it berik fan -200 ℃ ~ 1300 ℃, en ûnder spesjale omstannichheden kin it de hege temperatuer fan 2800 measure as de lege temperatuer fan 4K mjitte. It hat de skaaimerken fan ienfâldige struktuer, lege priis, hege krektens, en breed mjitbereik foar temperatuer. Om't it thermokoppel temperatuer omset yn elektrisiteit foar opspoaren, is it handich om temperatuer te mjitten en te kontrolearjen, en om temperatuersignalen te fersterkjen en te transformearjen. It is geskikt foar mjitten op lange ôfstân en automatyske kontrôle. Yn 'e mjitmetoade foar kontakttemperatuer is de tapassing fan thermoelektryske thermometers it meast foarkommende.

DS-1
(1) Thermokoppeltemperatuermjittingsprinsipe
It prinsipe fan mjittingen fan thermokoppeltemperatuer is basearre op it thermoelektryske effekt.
Ferbine de geleiders A en B fan twa ferskillende materialen yn searjes yn in sletten loop. As de temperatuer fan 'e twa kontakten 1 en 2 oars is, as T> T0, sil in thermoelektromotyf krêft wurde generearre yn' e loop, en sil d'r in beskaat bedrach yn 'e loop wêze. Grutte en lytse streamingen, dit ferskynsel wurdt pyro-elektrysk effekt neamd. Dizze elektromotive krêft is de bekende "Seebeck thermoelektromotive krêft", oantsjutten as "thermoelektromotive krêft", oantsjut as EAB, en lieders A en B wurde thermoelektroden neamd. Kontakt 1 wurdt normaal tegearre laske, en it wurdt pleatst yn it temperatuermjitplak om de mjitten temperatuer te fielen tidens de mjitting, dus hjit it mjitendein (of hjitte ein fan it wurkende ein). Krúspunt 2 fereasket in konstante temperatuer, dy't de referinsjeknooppunt (of kâld knooppunt) neamd wurdt. In sensor dy't twa lieders kombineart en temperatuer omset yn thermoelektromotyf krêft hjit in thermokoppel.

De thermoelektromotive krêft is gearstald út it kontaktpotensiaal fan twa diriginten (Peltierpotential) en it temperatuerferskilpotensiaal fan in inkele dirigint (Thomson-potensjeel). De grutte fan 'e thermoelektromotive krêft is relatearre oan' e eigenskippen fan 'e twa liedermaterialen en de knooppuntemperatuer.
De elektrondichtheid binnen de dirigint is oars. As twa diriginten A en B mei ferskillende elektrondichtheden yn kontakt binne, treedt elektrondiffúzje op it kontaktflak op, en streame de elektroanen fan 'e geleider mei hege elektrondichtheid nei de dirigint mei lege tichtheid. De snelheid fan elektrondiffúzje is relatearre oan de elektrondichtheid fan 'e twa diriginten en is evenredich mei de temperatuer fan it kontaktgebiet. Oannomd dat de frije elektrondichtheden fan diriginten A en B NA en NB binne, en NA> NB, as gefolch fan elektrondiffúzje, ferliest geleider A elektroanen en wurdt posityf laden, wylst dirigint B elektronen wint en negatyf wurdt laden, in elektryske foarmje fjild op it kontaktflak. Dit elektryske fjild behinderet de fersprieding fan elektroanen, en as dynamysk lykwicht wurdt berikt, wurdt in stabyl potensjaal ferskil foarme yn it kontaktgebiet, dat is it kontaktpotensiaal, waans grutte is

(8.2-2)

Wêr't konstant fan k – Boltzmann is, k = 1,38 × 10-23J / K;
e – it bedrach fan elektronlading, e = 1,6 × 10-19 C;
T – De temperatuer op it kontaktpunt, K;
NA, NB– binne respektivelik de frije elektrondichtheden fan geleiders A en B.
De elektromotoryske krêft dy't wurdt opwekt troch it temperatuerferskil tusken de twa einen fan 'e geleider hjit it thermoelektryske potensjeel. Fanwegen de temperatuerferfal wurdt de enerzjydistribúsje fan 'e elektroanen feroare. De elektronen foar hege temperatuer-ein (T) sille diffúsje nei it ein fan 'e lege temperatuer (T0), wêrtroch't it ein fan' e hege temperatuer posityf opladen wurdt troch it ferlies fan elektroanen, en it ein fan 'e lege temperatuer negatyf wurdt laden troch elektroanen. Dêrom wurdt in potensjeel ferskil ek oanmakke oan 'e twa einen fan deselde dirigint en foarkomt dat elektroanen ferspriede fan' e ein fan hege temperatuer nei it ein fan 'e lege temperatuer. Dan diffundearje de elektroanen om in dynamysk lykwicht te foarmjen. It potensjele ferskil dat op dit stuit fêststeld wurdt hjit it thermoelektrike potensje as Thomson-potensjeel, dat is relatearre oan temperatuer Foar

(8.2-3)

JDB-23 (2)

Yn 'e formule is σ de Thomson-koëffisjint, dy't de elektromotoryske krêftwearde fertsjintwurdiget troch in temperatuerferskil fan 1 ° C, en har grutte is relatearre oan de materiaaleigenskippen en de temperatuer oan beide einen.
It thermokoppel sletten circuit gearstald út lieders A en B hat twa kontaktpotinsjes eAB (T) en eAB (T0) by de twa kontakten, en om't T> T0, is d'r ek in thermoelektrisk potensjeel yn elk fan lieders A en B. Dêrom, de totale thermyske elektromotive krêft EAB (T, T0) fan 'e sletten loop moat de algebraïsche som wêze fan' e kontaktelektromotive krêft en it elektryske potensjeel fan it temperatuerferskil, nammentlik:

(8.2-4)

Foar it selekteare thermokoppel, as de referinsjetemperatuer konstant is, wurdt de totale thermoelektromotyf krêft in funksje mei ien wearde fan 'e mjitterminaltemperatuer T, dat is EAB (T, T0) = f (T). Dit is it basisprinsipe fan temperatuer fan thermokoppel.


Posttiid: Jun-11-2021