Уикипедия

Термодвойка: Разлика между версии

Интерактивен преглед на историята
← По-стара редакцияПо-нова редакция →
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
ВизуаленУикитекст
+кат; форматиране: 3x интервали, заглавие-стил (ползвайки Advisor.js)
няколко източника, редакция, картинка
Ред 1:
{{експерт|Физика}}
[[Image:Thermocouple0002.jpg|thumb|right|Термодвойка, свързана с [[мултицет]] и измерваща стайната температура в [[Целзий|°C]].]]
{{без източници}}
В [[електроника]]та, '''термодвойките''' са широко използван тип [[сензор]]и за [[температура]]<ref name="tcs_html">
{{обработка|Да се пренапише от човек, който познава българските термини и има сериозни познания в областта на термодинамиката.}}
В{{cite [[електроника]]та,web '''термодвойките'''|url=http://www.temperatures.com/tcs.html са|work=Temperatures.com широко|title=Thermocouple използванtemperature типsensors [[сензор]]и|accessdate=2007-11-04}}</ref>. заСъстоят [[температура]].се Принципътот два проводника от различен метал и принципът им на работа е превръщането на измерена температурна разлика в разлика на електрически потенциали. Те са евтини и лесно заменяеми<ref name="Ramsden2000">{{cite journal |author=Ramsden, Ed |date=September 1, 2000 |title=Temperature measurement |journal=Sensors |url=http://www.sensorsmag.com/sensors/temperature/temperature-measurement-1030 |accessdate=2010-02-19}}</ref> и могат да измерват температури в широки граници. Главното им ограничение е малката точност: грешката им е около 1&nbsp;°C<ref name="tctable.html">{{cite web |title=Technical Notes: Thermocouple Accuracy |work=IEC 584-2(1982)+A1(1989) |url=http://www.microlink.co.uk/tctable.html |accessdate=2010-04-28}}</ref>.
 
==Принцип на действие==
 
През [[1821]], немско-естонският [[физик]] [[Томас Йохан Зеебек]] открил, че когато някой [[проводник]] бъде нагрят неравномерно, той ще генерира [[напрежение]]. Това е известният [[термоелектрически ефект]] или [[термоелектрически ефект|ефект на Зеебек]]. Всеки опит за измерване на това напрежение налага свързването на друг проводник към горещия край. Този допълнителен проводник следователно също ще бъде подложен на изменение на температурата си и ще създаде напрежение, противопоставящо се на напрежението в разглеждания проводник. За щастие, големината на ефекта зависи и от материала на използвания проводник. ИзползванеАко навторият различенпроводник метале приот вторияразличен проводникметал, за завършване на контуратова ще доведе създаванедо на различаващо серазлично напрежение, (откато напрежениеторазликата нае първия),достатъчна оставяйкиза всеизмерване. пак малкаТази разлика междуе напрежениятапропорционална достатъчнана затемпературната измерване,разлика коятои сев увеличавасъвременните скомбинации температурата.от Тази разликаметали обикновено е между 1 и 70 микроволта за градус Целзиий в съвременните комбинации от металиЦелзий. ОпределениНякои комбинации са станали индустриални стандарти, заради тяхната цена, достъпност, удобство, точка на топене, химически свойства, стабилност и изходен сигнал (напрежение).
 
Важно е да се отбележи, че термодвойките мерят температурна разлика между две точки, а не абсолютна температура. Традиционно, единияединият, ''студениястуденият'' край се „поддържа“ (имас постоянна температура) на една известна температура, докато другия е свързан към сондата.
 
 
Ред 18:
Топлия край на термодвойка Т1, който е в мястото на мерене на температурата се извежда посредством черния проводник, а студения Т2 посредством втора термодвойка извежда другия край към измервателния уред, в който обикновено, след известна корекция се изчислява резултата.
 
В практиката често не е известна температурата на студения край на термодвойката не е известна и затова се вграждат допълнителни термочувствителни устройства (термистори или диоди), за да се измери температурата на входа на инструмента, като се предприематвземат специални мерки за намаляване на температурните разлики на клемите. Така, напрежението на студения край може да бъде симулирано и с негова помощ да се поправи крайния резултат от измерването. Това е известно като ''компенсация на студената връзка'' ({{lang-en|cold junction compensation}})''. По принцип тази компенсация може да се изпълни и от софтуер. Напреженията на устроството могат да бъдат преобразувани в измерена температура по два метода: чрез сравнителни таблици осреднениили чрез коефициенти<ref name=ITSdatabase/> Бази от данни за напреженията във функция на температурата и съответните коефициенти за изчисление за различни типове термодвойки са налични онлайн.<ref name=ITSdatabase/>.▼
Термодвойките могат да бъдат свързвани последователно една за друга образувайки [[термогенератор]], където всички топли краища са изложени на по-висока температура, а всички студени на по-ниска. Така, се сумират напреженията от всичките. Използвайки радиоактивния разпад на някои изотопи на урана като източник на топлина, термелектричните батерии служат да захранят космически кораби на мисии твърде далеч от слънцето, където слънчевата светлина не може да се използва като източник.▼
 
Обикновено термодвойката е свързано с отчитащото устройство посредством специални проводници, известни като "компенсационни" или "удължителни". ТерминитеТези сапроводници специфични.трябва „Удължителнида проводници“ се използва за проводници за такиваса възможно най-близки до използваните в термодвойката. Макар и не съвсем евтини, тези проводници дават възможност за удобно свързване на големи разстояния. Използването им е възможно в тесен температурен интервал, но пък позволяват относително голяма точност.▼
▲В практиката често не е известна температурата на студения край на термодвойката затова се вграждат допълнителни термочувствителни устройства (термистори или диоди) за да се измери температурата на входа на инструмента, като се предприемат специални мерки за намаляване на температурните разлики на клемите. Така, напрежението на студения край може да бъде симулирано и с негова помощ да се поправи крайния резултат от измерването. Това е известно като ''компенсация на студената връзка(cold junction compensation)''. По принцип тази компенсация може да се изпълни и от софтуер.Напреженията на устроството могат да бъдат преобразувани в измерена температура по два метода: чрез сравнителни таблици осреднени чрез коефициенти.
 
„Компенсационните проводници“ от друга страна са не толкова точни, но пък доста по-евтини. Те са направени от сплави на медта нои симат термоелектрически коефициенти близки до материалите в термодвойката, но не осигуряващиосигуряват такава точност като „удължителните проводници“. За да бъдат обаче приемливи грешките при измервания обаче приемливи, температурните граници, в коитекоито могат да се използват, са строго определени.▼
▲Обикновено термодвойката е свързано с отчитащото устройство посредством специални проводници известни като "компенсационни" или "удължителни". Термините са специфични. „Удължителни проводници“ се използва за проводници за такива възможно най-близки до използваните в термодвойката. Макар и не съвсем евтини тези проводници дават възможност за удобно свързване на големи разстояния. Използването им е възможно в тесен температурен интервал, но пък позволяват относително голяма точност.
 
„Компенсационния“„Компенсационният“ или „удължителния“„удължителен“ проводник в крайна сметка трябва да се избира подобен на термодвойката. Той създава пропорционално напрежение на това на термодвойката и с правилната полярност, за да може допълнителното напрежение да се добави към това на термодвойката, компенсирайки температурната разлика между студения и топлия край.▼
▲„Компенсационните проводници“ от друга страна са не толкова точни, но пък доста по-евтини. Те са направени от сплави на медта но с термоелектрически коефициенти близки до материалите в термодвойката, но не осигуряващи такава точност като „удължителните проводници“. За да бъдат грешките при измервания обаче приемливи температурните граници, в коите могат да се използват са строго определени.
 
▲„Компенсационния“ или „удължителния“ проводник в крайна сметка трябва да се избира подобен на термодвойката. Той създава пропорционално напрежение на това на термодвойката и с правилната полярност, за да може допълнителното напрежение да се добави към това на термодвойката компенсирайки температурната разлика между студения и топлия край.
 
===Зависимост „температура-напрежение“===
Line 34 ⟶ 32:
<math>T = \sum_{n = 0}^N a_n v^n</math>
 
като коефициентите a<sub>n</sub> се дават за n от 0 до 5-9<ref name=ITSdatabase>{{ cite web|url=http://srdata.nist.gov/its90/main/|title=NIST ITS-90 Thermocouple Database}}</ref>.
 
За постигането на точни измервания уравнението обикновено се смятапресмята вот цифров контролер или чрез сравнителна таблица. НякойНякои стари устройстаустройства ползват аналогови филтри за целта.
 
==Видове термодвойки==
Line 50 ⟶ 48:
;Тип J -- [[Желязо]] / Константан: Ограничения обхват (&minus;40 до +750&nbsp;°C)прави тип J по-малко популярен от тип К. The main application is with old equipment that cannot accept modern thermocouples. J типа не може да бъде използван над 760&nbsp;°C поради предизвикваното трайно разстройване следствие магнитни трансформации. Магнитните свойства също така пречат за използването му за някои приложения. Тип J има чувстивителност ~52&nbsp;µV/°C.
 
;Тип N -- Никросил (Никел-Хром-[[Силиций]] сплав) / [[Нисил]] (сплав Никел-Силиций): Високата стабилност и устойчивост на вискоко-температурно окисление правят тип N подходящ за високо-температурни измервания на ниска цена в сравнение с платиннените (B, R, S) типове. Те могат да издържат температури над 1200&nbsp;°C. Чувствителността е около 39&nbsp;µV/°C при 900°C, малко по-ниска от Type K. Проектирани да бъдаткато усъвършенстван тип K, те стават все по-популярни.
 
Термодвойки типове B, R, и S са всички [[благородни метали]]. Те са най-стабилни от всички видове термодвойки, но поради ниската си чувствителност (средно 10&nbsp;µV/°C) се използват обикновено само за високо-температурни измервания(>300&nbsp;°C).
Line 74 ⟶ 72:
Термодвойките са най-подходящи за измервания в широк температурен обхват 1800 К. Те са по-малко подходящи за приложения, където по-малки температурни разлики трябва да се измерват с по-голяма точност, например за обхват 0-100 &deg;C се иска 0.1 &deg;C точност. За такива употреби се ползват [[термистори]] или [[термосъпротивления|термосъпротивления(RTD)]].
 
===Стоманена промишленост===
Тип B, S, R и K термодвойките се използват широко в стоманодобивната промишленост за следене температурите и състава по време на леенето на пещта. Тип S се използват в електродъговите пещи за точно измерване на температурата на стоманата преди изливане. КриватаВъглеродното на охлажданетосъдържание на малко количестворазтопената стомана може просто и бързо може да бъдесе анализиранаанализира запо дакривата сена разбереохлаждане въглероднотона съдържаниемалко на разтопенатаколичество стомана.
 
===Приложение в нагревателни уреди===
Много газови отоплителни уреди използват първоначално запалване преди основното, което носи риска при изгасване поради някаква причина да натрупа газ и експлозия и възпламеняване или задушаване на хората в него. В тези уреди често термодвойка следи дали гори запалващия огън и ако е изгаснал подават сигнал за затваряне на вентила на горивото, като по този начин предотвратяват опасните последствия.
 
===Източник на енергия===
▲Термодвойките могат да бъдат свързвани последователно една за друга образувайки [[термогенератор]], където всички топли краища са изложени на по-висока температура, а всички студени на по-ниска. Така, се сумират напреженията от всичките. Използвайки като източник на топлина радиоактивния разпад на някои изотопи на урана като източник на топлина, термелектричнитетермоелектричните батерии служатсе даизползват захранятна [[космически корабиапарат]]и на мисиипри твърдедалечни далеч от слънцетомисии, къдетокогато слънчевата светлина не може да се използва като източник на енергия.
 
==Източници==
<references />
 
==Външни препратки==
Взето от „https://bg.wikipedia.org/wiki/Термодвойка“.