เทอร์โมคัปเปิลคืออะไรและการใช้งานและหลักการคืออะไร?

หลักการพื้นฐานของการวัดอุณหภูมิเทอร์โมคัปเปิล

ตัวนำสองตัวหรือเซมิคอนดักเตอร์ A และ B ทำจากวัสดุที่แตกต่างกันถูกเชื่อมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างวงจรปิด เมื่อความแตกต่างของอุณหภูมิเกิดขึ้นระหว่างสองทางแยก (1 และ 2) ของตัวนำ A และ B แรงไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นระหว่างพวกเขาส่งผลให้กระแสไหลในวงจร ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเอฟเฟกต์เทอร์โมอิเล็กทริก เทอร์โมคัปเปิลใช้เอฟเฟกต์นี้เพื่อใช้งาน

เทอร์โมคัปเปิลคืออะไร?

ทั้ง thermocouples และ RTDs เป็นที่ติดต่อ - อุปกรณ์การวัดอุณหภูมิประเภท แม้ว่าพวกเขาทั้งคู่วัดอุณหภูมิของวัตถุ แต่หลักการและลักษณะของพวกเขาแตกต่างกัน

เทอร์โมคัปเปิลเป็นอุปกรณ์วัดอุณหภูมิที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด คุณสมบัติหลักของพวกเขารวมถึงช่วงการวัดที่กว้างประสิทธิภาพที่ค่อนข้างเสถียรโครงสร้างที่เรียบง่ายการตอบสนองแบบไดนามิกที่ดีและความสามารถในการส่งสัญญาณ 4 - สัญญาณไฟฟ้า 20 mA จากระยะไกลอำนวยความสะดวกในการควบคุมอัตโนมัติและส่วนกลาง การวัดอุณหภูมิเทอร์โมคัปเปิลขึ้นอยู่กับผลกระทบเทอร์โมอิเล็กทริก เมื่อตัวนำสองตัวที่แตกต่างกันหรือเซมิคอนดักเตอร์เชื่อมต่อในวงจรปิดและอุณหภูมิที่ทางแยกต่างกันศักยภาพเทอร์โมอิเล็กทริกจะถูกสร้างขึ้นในวงจร ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเอฟเฟกต์เทอร์โมอิเล็กทริกหรือที่เรียกว่าเอฟเฟกต์ SeeBeck ศักยภาพของเทอร์โมอิเล็กทริกที่สร้างขึ้นในวงจรปิดประกอบด้วยศักยภาพสองประเภท: ศักยภาพเทอร์โมอิเล็กทริกและศักยภาพในการสัมผัส ศักยภาพเทอร์โมอิเล็กทริกหมายถึงศักยภาพที่เกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายทั้งสองของตัวนำ ตัวนำที่แตกต่างกันมีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่แตกต่างกันดังนั้นศักยภาพที่สร้างขึ้นก็แตกต่างกันเช่นกัน ศักยภาพในการติดต่อตามชื่อที่แนะนำหมายถึงศักยภาพที่เกิดขึ้นเมื่อตัวนำที่แตกต่างกันสองตัวติดต่อกันส่งผลให้มีการแพร่กระจายของอิเล็กตรอนจำนวนหนึ่งเนื่องจากความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่แตกต่างกัน ขนาดของศักยภาพในการติดต่อขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุของตัวนำทั้งสองและอุณหภูมิที่จุดสัมผัส ปัจจุบันเทอร์โมคับเปิลที่ใช้ในระดับสากลได้มาตรฐานและแบ่งออกเป็นแปดเกรดที่แตกต่างกัน: B, R, S, K, N, E, J และ T พวกเขาสามารถวัดอุณหภูมิต่ำได้ต่ำถึง -270 ° C และสูงถึง 1800 ° C B, R และ S เป็นของชุดทองคำขาวของเทอร์โมคัปเปิล เนื่องจากแพลตตินัมเป็นโลหะมีค่าพวกเขาจึงเรียกว่าเทอร์โมคัปเปิลโลหะมีค่าในขณะที่เกรดที่เหลือเรียกว่าเทอร์โมคับเปิลโลหะราคาไม่แพง เทอร์โมคัปเปิลมีสองประเภท: มาตรฐานและเกราะ เทอร์โมคัปเปิลทั่วไปมักจะประกอบด้วยอิเล็กโทรดเทอร์โมคัปเปิล, ท่อฉนวน, ปลอกป้องกันและกล่องแยก ในทางกลับกันเทอร์โมคัปเปิลหุ้มเกราะถูกสร้างขึ้นโดยการประกอบลวดเทอร์โมคัปเปิลวัสดุฉนวนและปลอกป้องกันโลหะจากนั้นยืดมันออกเป็นโครงสร้างที่เป็นของแข็ง อย่างไรก็ตามสัญญาณไฟฟ้าจากเทอร์โมคัปเปิลต้องใช้ตัวนำพิเศษที่เรียกว่าลวดชดเชย เทอร์โมคัปเปิลที่แตกต่างกันต้องการสายชดเชยที่แตกต่างกัน ฟังก์ชั่นหลักของพวกเขาคือการเชื่อมต่อเทอร์โมคัปเปิลกับทางแยกอ้างอิงทำให้ห่างจากแหล่งจ่ายไฟและทำให้อุณหภูมิเชื่อมต่ออ้างอิงมีเสถียรภาพ การชดเชยสายไฟจัดอยู่ในประเภทการชดเชยและประเภทส่วนขยาย ในขณะที่องค์ประกอบทางเคมีของลวดขยายนั้นเหมือนกับเทอร์โมคัปเปิลที่ได้รับการชดเชยในทางปฏิบัติลวดขยายไม่ได้ทำจากโลหะเดียวกับเทอร์โมคัปเปิล โดยทั่วไปแล้วจะทำจากลวดที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเช่นเดียวกับเทอร์โมคัปเปิล การเชื่อมต่อระหว่างลวดชดเชยและเทอร์โมคัปเปิลนั้นตรงไปตรงมา: ขั้วบวกของเทอร์โมคัปเปิลเชื่อมต่อกับสายสีแดงของลวดชดเชยในขณะที่ขั้วลบเชื่อมต่อกับลวดสีที่เหลืออยู่ โดยทั่วไปแล้วลวดชดเชยจะทำจากโลหะผสมทองแดงนิกเกิล