Elektron termometrning ishlash printsipi

Termoelektrik termometr haroratni mos keladigan termoelektromotor kuchni o'lchash uchun haroratni o'lchash elementi sifatida termojuftni ishlatadi va harorat qiymati metr tomonidan ko'rsatiladi. U -200 ℃ ~ 1300 range oralig'idagi haroratni o'lchash uchun keng qo'llaniladi va maxsus sharoitlarda u 2800 high yuqori haroratni yoki 4K past haroratni o'lchashi mumkin. Bu oddiy tuzilish, arzon narx, yuqori aniqlik va keng harorat o'lchovlari xususiyatlariga ega. Termojuft aniqlash uchun haroratni elektr energiyasiga aylantirgani uchun haroratni o'lchash va boshqarish, harorat signallarini kuchaytirish va o'zgartirish uchun qulaydir. Bu uzoq masofani o'lchash va avtomatik boshqarish uchun javob beradi. Kontakt haroratini o'lchash usulida termoelektrik termometrlarni qo'llash eng keng tarqalgan.

DS-1
(1) Termojuft haroratini o'lchash printsipi
Termojuft haroratini o'lchash printsipi termoelektrik ta'sirga asoslangan.
Ikki xil materialning A va B o'tkazgichlarini ketma-ket yopiq pastadirga ulang. Ikkala kontaktlarning harorati 1 va 2 har xil bo'lganda, T> T0 bo'lsa, tsiklda termoelektromotor kuch hosil bo'ladi va tsiklda ma'lum miqdor bo'ladi. Katta va kichik oqimlar, bu hodisa pyroelektrik effekt deb ataladi. Ushbu elektromotor kuch ma'lum bo'lgan "Seebeck termoelektromotor kuchi" bo'lib, "termoelektromotor kuch" deb nomlanadi, EAB deb belgilanadi va A va B o'tkazgichlar termoelektrodlar deb ataladi. Kontakt 1 odatda bir-biriga payvandlanadi va u o'lchov paytida o'lchangan haroratni sezish uchun haroratni o'lchash joyiga joylashtiriladi, shuning uchun uni o'lchov uchi (yoki ish uchining issiq uchi) deyiladi. 2-birikma doimiy haroratni talab qiladi, bu mos yozuvlar birikmasi (yoki sovuq o'tish) deb nomlanadi. Ikkala o'tkazgichni birlashtiradigan va haroratni termoelektromotor kuchga aylantiradigan sensorga termojuft deyiladi.

Termoelektromotor kuch ikkita o'tkazgichning aloqa potentsialidan (Peltier potentsiali) va bitta o'tkazgichning harorat farqi potentsialidan (Tomson potentsiali) iborat. Termoelektromotor kuchning kattaligi ikkita o'tkazgich materialining xususiyatlari va tutashuv harorati bilan bog'liq.
Supero'tkazuvchilar ichidagi elektron zichligi boshqacha. Turli xil elektron zichligiga ega bo'lgan ikkita A va B Supero'tkazuvchilar aloqada bo'lganda, aloqa yuzasida elektronlar diffuziyasi paydo bo'ladi va elektronlar zichligi yuqori bo'lgan o'tkazgichdan past zichlikdagi o'tkazgichga oqib keladi. Elektronlarning tarqalish tezligi ikkita o'tkazgichning elektron zichligi bilan bog'liq va aloqa sohasi haroratiga mutanosibdir. A va B Supero'tkazuvchilarning erkin elektron zichligi NA va NB va NA> NB, deb faraz qilsak, elektronlar diffuziyasi natijasida A o'tkazgich elektronlarni yo'qotadi va musbat zaryadlanadi, B o'tkazgich esa elektronlarga ega bo'lib, salbiy zaryadga aylanib, elektr hosil qiladi. aloqa yuzasidagi maydon. Ushbu elektr maydon elektronlarning tarqalishiga to'sqinlik qiladi va dinamik muvozanatga erishilganda, kontakt maydonida barqaror potentsial farqi hosil bo'ladi, ya'ni kattaligi bo'lgan aloqa potentsiali

(8.2-2)

Bu erda k – Boltsman doimiysi, k = 1.38 × 10-23J / K;
e - elektron zaryadining miqdori, e = 1,6 × 10-19 C;
T – aloqa nuqtasidagi harorat, K;
NA, NB– mos ravishda A va B o'tkazgichlarning erkin elektron zichligi.
Supero'tkazuvchilarning ikki uchi orasidagi harorat farqi natijasida hosil bo'ladigan elektromotor kuch termoelektrik potentsial deb ataladi. Harorat gradyenti tufayli elektronlarning energiya taqsimoti o'zgaradi. Yuqori harorat uchi (T) elektronlar past harorat uchiga (T0) tarqalib, yuqori harorat uchi elektronlarning yo'qolishi tufayli musbat zaryadlanishiga, past harorat esa elektronlar tufayli salbiy zaryadlanishiga olib keladi. Shuning uchun potentsial farqi bir xil o'tkazgichning ikkita uchida ham hosil bo'ladi va elektronlarning yuqori harorat uchidan past harorat uchiga tarqalishini oldini oladi. Keyin elektronlar tarqalib, dinamik muvozanatni hosil qiladi. Ayni paytda o'rnatilgan potentsial farqi termoelektrik potentsial yoki Tomson potentsiali deb nomlanadi, bu harorat uchun For bilan bog'liq

(8.2-3)

JDB-23 (2)

Formulada, σ Tomson koeffitsienti bo'lib, u 1 ° C harorat farqi natijasida hosil bo'lgan elektromotor kuch qiymatini ifodalaydi va uning kattaligi moddiy xususiyatlarga va ikkala uchidagi haroratga bog'liq.
A va B o'tkazgichlardan tashkil topgan termojuftning yopiq zanjiri ikkita kontakt potentsialiga ega eAB (T) va eAB (T0) ikkita kontaktga ega va T> T0 bo'lgani uchun A va B o'tkazgichlarning har birida termoelektrik potentsial mavjud. yopiq tsiklning umumiy issiqlik elektromotor kuchi EAB (T, T0) aloqa elektromotor kuchining algebraik yig'indisi va harorat farqi elektr potentsiali bo'lishi kerak, ya'ni:

(8.2-4)

Tanlangan termojuft uchun mos yozuvlar harorati doimiy bo'lganda, umumiy termoelektromotor kuch o'lchov terminali T ning yagona qiymatli funktsiyasiga aylanadi, ya'ni EAB (T, T0) = f (T). Bu termojuftni o'lchashning asosiy printsipi.


Xabar vaqti: 11-2021 iyun