Het basisprincipe van thermokoppeltemperatuurmeting

Het basisprincipe van thermokoppeltemperatuurmeting
Het aan elkaar solderen van twee verschillende materialen geleiders of halfgeleiders A en B vormt een gesloten circuit. Wanneer er een temperatuurverschil is tussen de twee bevestigingspunten 1 en 2 van de geleiders A en B, wordt daartussen een elektromotorische kracht gegenereerd, wat resulteert in een stroom van verschillende grootte in het circuit. Dit fenomeen wordt het thermo-elektrisch effect genoemd. Thermokoppels werken door gebruik te maken van dit effect.
Wat is een thermokoppel?
Thermokoppels en thermische weerstanden behoren beide tot de temperatuurmeting van het contacttype bij temperatuurmeting. Hoewel hun functies hetzelfde zijn, meten ze de temperatuur van objecten, maar hun principes en kenmerken zijn niet hetzelfde.
Thermokoppels zijn veelgebruikte temperatuurapparaten bij temperatuurmeting. Hun belangrijkste kenmerken zijn een breed meetbereik, stabiele prestaties, eenvoudige structuur, goede dynamische respons en de mogelijkheid om elektrische signalen van 4-20mA op afstand te verzenden, waardoor automatische en gecentraliseerde controle eenvoudig mogelijk is. Het temperatuurmeetprincipe van thermokoppels is gebaseerd op het thermo-elektrische effect. Wanneer twee verschillende geleiders of halfgeleiders in een gesloten circuit worden aangesloten en de temperaturen op de twee kruispunten verschillend zijn, zal er een thermo-elektrisch effect of Seebeck-effect in het circuit worden gegenereerd. Het thermo-elektrische potentieel dat in een gesloten circuit wordt gegenereerd, bestaat uit twee soorten potentiëlen; Temperatuurverschilpotentiaal en contactpotentiaal. Thermo-elektrisch potentieel verwijst naar het potentieel dat wordt gegenereerd aan de twee uiteinden van dezelfde geleider als gevolg van verschillende temperaturen. Verschillende geleiders hebben verschillende elektronendichtheden, dus het potentieel dat ze genereren is ook verschillend. Contactpotentieel verwijst, zoals de naam al doet vermoeden, naar het potentieel dat wordt gevormd wanneer twee verschillende geleiders met elkaar in contact komen en een bepaalde hoeveelheid elektronendiffusie produceren vanwege hun verschillende elektronendichtheden. Wanneer ze een bepaald evenwicht bereiken, wordt de potentiaal gevormd. De grootte van de contactpotentiaal hangt af van de materiaaleigenschappen van twee verschillende geleiders en de temperatuur op hun contactpunt.
Er zijn twee soorten thermokoppelstructuren: het gewone type en het gepantserde type. Gewone thermokoppels zijn over het algemeen samengesteld uit thermische elektroden, isolatiebuizen, beschermhoezen en aansluitdozen, terwijl gepantserde thermokoppels een solide combinatie zijn van thermokoppeldraden, isolatiematerialen en metalen beschermhoezen die zijn gemonteerd en uitgerekt. Het elektrische signaal van een thermokoppel vereist echter een speciaal soort draad voor transmissie, die we een compensatiedraad noemen. Verschillende thermokoppels hebben verschillende compensatiedraden nodig, en hun belangrijkste functie is om verbinding te maken met het thermokoppel, waardoor het referentie-uiteinde van het thermokoppel uit de buurt van de stroombron wordt gehouden, waardoor de temperatuur van het referentie-uiteinde wordt gestabiliseerd. Compensatiedraden zijn onderverdeeld in twee typen: compensatietype en uitbreidingstype. De chemische samenstelling van de verlengdraad is dezelfde als die van het gecompenseerde thermokoppel. In de praktijk is de verlengingsdraad echter niet van hetzelfde materiaal gemaakt als het thermokoppel, en wordt deze doorgaans vervangen door een draad met dezelfde elektronendichtheid als het thermokoppel. De verbinding tussen de compensatiedraad en het thermokoppel is over het algemeen heel duidelijk. De positieve pool van het thermokoppel is verbonden met de rode draad van de compensatiedraad, terwijl de negatieve pool is verbonden met de resterende kleur. De meeste compensatiedraden zijn gemaakt van een koper-nikkellegering.