ترموکوپل چیست

RTD ترموکوپلها پتانسیل الکتریکی خود را تولید می کنند. از بعضی جهات ، این سیستم های ترموکوپل را ساده تر می کند زیرا دستگاهی که سیگنال ترموکوپل را دریافت می کند مجبور نیست منبع برق ترموکوپل را تأمین کند. همچنین باعث می شود سیستم های ترموکوپل به طور بالقوه از برنامه های RTD در مواردی که ترکیبات انفجاری در جو وجود داشته باشد ، ایمن تر باشد ، زیرا سطح قدرت تولید شده توسط یک ترموکوپل تمایل به پایین تر از سطح قدرت از بین رفته از RTD دارد. ماهیت قدرتمند ترموکوپل ها همچنین بدان معنی است که آنها از همان اثر “خود گرم” مانند RTD رنج نمی برند. با این وجود ، از روش های دیگر ، مدارهای ترموکوپل از مدارهای RTD پیچیده تر و مشکل آفرین هستند زیرا تولید ولتاژ در واقع در دو مکان مختلف درون مدار اتفاق می افتد ، نه فقط در نقطه سنجش. این بدان معناست که مدار گیرنده برای اندازه گیری دقیق دما در محل مورد نظر باید درجه حرارت را در مکان دیگری جبران کند. گرچه معمولاً به اندازه RTD دقیق نیست ، ترموکوپل ها ناهموارتر هستند ، دارای دهانه های اندازه گیری دما بیشتری هستند و ساخت آنها به اشکال مختلف فیزیکی ساده تر است.(ترموکوپل چیست)

اتصالات فلزی متفرقه

هنگامی که دو سیم فلزی متفاوت در یک انتها به هم وصل می شوند ، یک ولتاژ در انتهای دیگر تولید می شود که تقریباً متناسب با دما است. یعنی اتصال دو فلز مختلف مانند باتری حساس به دما رفتار می کند. این شکل از سنسور دمای الکتریکی یک ترموکوپل نامیده می شود:

این پدیده یک روش ساده برای استنباط دمای الکتریکی را در اختیار ما قرار می دهد: به سادگی ولتاژ تولید شده توسط محل اتصال را اندازه گیری کنید و می توانید دمای آن اتصال را بگویید. و این امر بسیار ساده خواهد بود ، اگر بخاطر نتیجه غیرقابل اجتناب مدارهای الکتریکی نباشد: وقتی هر نوع ابزار الکتریکی را به سیم های ترموکوپل وصل می کنیم ، ناگزیر اتصال دیگری از فلزات غیر متفاوتی را تولید می کنیم. شماتیک زیر این واقعیت را نشان می دهد ، جایی که اتصال آهن و مس J1 لزوماً با یک اتصال دوم آهن و مس J2 از قطب مخالف تکمیل می شود:

اتصال J1 اتصالی از آهن و مس است – دو فلز غیر متمایز – که باعث ایجاد ولتاژ مربوط به دما می شود. توجه داشته باشید که اتصال J2 که برای این واقعیت ساده لازم است که ما باید ولت متر سیم خود را به سیم آهن وصل کنیم ، همچنین یک اتصال فلزی غیر متفاوتی است که همچنین باعث ایجاد ولتاژ مربوط به دما می شود.

بیشتر توجه داشته باشید که چگونه قطبیت اتصال J2 مخالف قطبیت اتصال J1 است (آهن = مثبت ؛ مس = منفی).

یک اتصال سوم (J3) نیز بین سیمها وجود دارد ، اما هیچ نتیجه ای ندارد زیرا این اتصال از دو فلز یکسان است که به هیچ وجه یک ولتاژ وابسته به دما تولید نمی کند. وجود این اتصال دوم تولید ولتاژ (J2) کمک می کند تا توضیح دهد که چرا ولت متر 0 ولت را هنگامی که کل سیستم در دمای اتاق قرار دارد ثبت می کند: هر ولتاژ حاصل از اتصالات آهن و مس به بزرگی برابر و در قطب بودن متضاد خواهد بود. ولتاژ خالص (سری در کل) صفر است. ولت متر فقط هنگامی که دو اتصال J1 و J2 در دماهای مختلف قرار داشته باشند ، ولتاژ را به هیچ وجه ثبت می کند. ما ممکن است این رابطه را از نظر ریاضی به شرح زیر بیان کنیم:

Vmeter = VJ1 – VJ2

انواع ترموکوپل

ترموکوپل ها در انواع مختلفی وجود دارند که هرکدام کدهای رنگی مخصوص سیم های فلزی متفاوت دارند. در اینجا یک جدول که انواع ترموکوپل متداول و رنگهای استاندارد شده آنها را نشان می دهد ، همراه با برخی از ویژگی های متمایز انواع فلزها برای کمک به شناسایی قطبیت در هنگام مشخص نبودن رنگ های سیم:

انواع S و B از سیم آلیاژ پلاتین یا پلاتین – ردیوم استفاده می کنند ، با آلیاژهای مختلف ، مثبت را از سیمهای منفی متمایز می کنند. گاهی اوقات نوع B به جای رنگ خاکستری و قرمز به رنگ سبز و قرمز است. توجه داشته باشید که چگونه سیم (-) سیم منفی هر نوع ترموکوپل قرمز رنگی است. اگرچه این ممکن است برای کسانی که با الکترونیک های مدرن آشنا هستند به عقب بنظر برسد (جایی که قرمز و سیاه معمولاً به ترتیب قطب های مثبت و منفی یک منبع تغذیه DC را نشان می دهند) ، این را بخاطر بسپارید که کدهای رنگ ترموکوپل در واقع رنگ آمیزی سیم منبع تغذیه الکترونیکی از پیش تاریخ هستند! گذشته از داشتن محدوده دمای قابل استفاده دما ، این نوع ترموکوپل ها همچنین از نظر جو متفاوتی که در دمای بالا مقاومت می کنند ، متفاوت هستند. به عنوان مثال ، ترموکوپل های نوع J به دلیل این واقعیت که یکی از انواع سیم ها آهن است ، به سرعت در هر جو اکسید کننده دچار خوردگی می شوند. ترموکوپل های نوع K با کاهش جو و همچنین گوگرد و سیانور مورد حمله قرار می گیرند. ترموکوپل های نوع T با اکسیداسیون مس (فلز بسیار واکنش پذیر در هنگام گرم شدن) در درجه حرارت بالا محدود هستند ، اما در برابر اکسید کننده و کاهش جو در دمای پایین حتی در صورت مرطوب بودن بایستید. یک نکته نهایی در مورد انواع ترموکوپل نشان داده شده در این جدول این است که دامنه دما داده شده تقریبی است و با دقت اندازه گیری مورد نظر متفاوت است. اگر حداقل دقت خاصی از ترموکوپل بخواهیم ، ممکن است فرد در محدوده محدودتر دما از آنچه در این جدول نشان داده شده است ، بماند. برای اطلاعات بیشتر با تولید کنندگان مشورت کنید!