Термодвойка: Разлика между версии

{{експерт|Физика}}

В [[електроника]]та, '''термодвойките''' са широко използван тип [[сензор]]и за [[температура]]<ref name="tcs_html">

{{cite web |url=http://www.temperatures.com/tcs.html |work=Temperatures.com |title=Thermocouple temperature sensors |accessdate=2007-11-04}}</ref>. Състоят се от 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>.

 

 

През [[1821]], немско-естонският [[физик]] [[Томас Йохан Зеебек]] открил, че когато някой [[проводник]] бъде нагрят неравномерно, той ще генерира [[електрическо напрежение|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. Ако вторият проводник е от различен метал, това ще доведе до различно напрежение, като разликата е достатъчна за измерване. Тази разлика е пропорционална на температурната разлика и в съвременните комбинации от метали обикновено е между 1 и 70 микроволта за градус Целзий. Някои комбинации са станали индустриални стандарти.

 

 

 

 

На изображението горе е показано следното:

„Компенсационният“ или „удължителен“ проводник 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.

 

 

Зависимостта между температурната разлика и напрежението на изхода на термодвойката е нелинейна и се дава като една интерполация на полиноми.

За постигането на точни измервания уравнението обикновено се пресмята от цифров контролер или чрез сравнителна таблица. Някои стари устройства ползват аналогови филтри за целта.

 

 

Множество термодвойки са възможни, в зависимост от измерванията(промишлени, научни, медицински и др.)Избират се обикновено според температурния обхват и чувствителността. Термодвойки с ниска чувствителност(B, R, и S тип)- за по обикновени нужди. Друг критерий включва инертността материала на термодвойката и дали е магнитен. Термодвойките по-долу са подредени като на първо място е положителния електрод, а след това отрицателния.

 

;Тип K -- [[Хромел]] ([[Никел]]-[[Хром]] [[сплав]]) / [[Алумел]] (Никел-[[Алуминий]] сплав)

Тип К е създаден във времето, когато металургията не е така напреднала както днес, следователно със показатели вариращи между отделните образци. Един друг потенциален проблем възниква в ситуации, когато един от съставните материали е магнитен(Никела). Характеристиката на термодвойката понася драматично изменение, когато магнитния материал достигне [[„точката на Кюри“|, за тази термодвойка 354°С. Чувствителността е средно 41&nbsp;µV/°C.

 

 

 

 

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).

;Тип S -- Платина 10% Родий / Платина: Подходящи за високо-температурни измервания до 1600&nbsp;°C. Ниската чувствителност (10&nbsp;µV/°C) и висока цена не позволяват широката им употреба.Поради високата им стабилност, тип S се използва като стандарт при калибрирането на точката на топене на златото. (1064.43&nbsp;°C).

 

 

 

 

Термодвойките имат цветово означение на изолацията, което обаче е различно в някои страни.

 

[http://www.omega.com/techref/thermcolorcodes.html International Thermocouple Color Codes]

 

 

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. Въглеродното съдържание на разтопената стомана може просто и бързо да се анализира по кривата на охлаждане на малко количество стомана.

 

 

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, термоелектричните батерии се използват на [[космически апарат]]и при далечни мисии, когато слънчевата светлина не може да се използва като източник на енергия.

 

<references />

 

 

{{превод от|en|Thermocouple|147368990}}