През 1821 г. физик, а именно „Томас Сийбек“ разкрива, че когато два различни метални проводника са свързани в двата края на единия кръг във верига, когато температурата се прилага към кръстовището, ще има поток на ток през веригата което е известно като електромагнитно поле (ЕМП). Енергията, която се произвежда от веригата, се нарича ефект на Зеебек. Използвайки ефекта на Томас Зеебек като негова насока, и двамата италиански физици, а именно Леополдо Нобили и Македонио Мелони, са си сътрудничили при проектирането на термоелектрическа батерия през 1826 г., която се нарича термичен мултипликатор. галванометър както и термопила за изчисляване на радиацията. За неговото усилие някои хора определиха Нобили като откривател на термодвойката.

Какво е термодвойка?

Термодвойката може да се определи като вид температура сензор който се използва за измерване на температурата в определена точка под формата на ЕМП или електрически ток. Този сензор се състои от два различни метални проводника, които са свързани заедно в един кръстовище. Температурата може да бъде измерена в този кръстовище и промяната в температурата на металната жица стимулира напреженията.

Термодвойка

Количеството EMF, генерирано в устройството, е много минута (миливолта), така че трябва да се използват много чувствителни устройства за изчисляване на e.m.f, произведено във веригата. Общите устройства, използвани за изчисляване на e.m.f, са потенциометър за балансиране на напрежението и обикновеният галванометър. От тези два, балансиращ потенциометър се използва физически или механично.

Принцип на работа на термодвойката

The принцип на термодвойката главно зависи от трите ефекта, а именно Seebeck, Peltier и Thompson.

Вижте бек-ефект

Този тип ефект се проявява сред два разнородни метала. Когато топлината се предлага към някой от металните проводници, тогава потокът от електрони се доставя от гореща метална тел към студена метална жица. Следователно постоянният ток стимулира веригата.

Ефект на Пелтие

“мостов токоизправител ac към dc ”

Този ефект на Пелтие е противоположен на ефекта на Зеебек. Този ефект заявява, че разликата в температурата може да се образува между всеки два различни диригента чрез прилагане на потенциалната вариация между тях.

Томпсън-ефект

Този ефект гласи, че тъй като два различни метала се фиксират заедно и ако образуват две съединения, напрежението предизвиква общата дължина на проводника поради градиента на температурата. Това е физическа дума, която показва промяната в скоростта и посоката на температурата в точното положение.

Изграждане на термодвойка

Конструкцията на устройството е показана по-долу. Състои се от два различни метални проводника и които са свързани заедно в края на кръстовището. Съединението мисли като измервателен край. Краят на кръстовището е класифициран в три типа, а именно незаземен, заземен и открит кръстовище.

Конструкция на термодвойки

Необоснован кръстовище

При този тип кръстовища проводниците са напълно отделени от защитния капак. Приложенията на този възел включват основно работи под високо налягане. Основната полза от използването на тази функция е да се намали ефектът на разсеяното магнитно поле.

Заземен възел

При този тип кръстовища металните проводници, както и защитният капак, са свързани заедно. Тази функция се използва за измерване на температурата в киселата атмосфера и осигурява устойчивост на шума.

Exposed-Junction

Изложеното кръстовище е приложимо в зоните, където се изисква бърза реакция. Този тип кръстовища се използва за измерване на температурата на газа. Металът, използван за направата на температурния сензор, основно зависи от изчислителния диапазон на температурата.

Като цяло, термодвойката е проектирана с два различни метални проводника, а именно желязо и константан, които правят в детектиращия елемент чрез свързване в един кръстовище, което е наречено като горещо съединение. Това се състои от два кръстовища, едното кръстовище е свързано с волтметър или предавател където студената връзка и втората връзка са свързани в процес, който се нарича гореща връзка.

Как работи термодвойката?

The диаграма на термодвойката е показано на долната снимка. Тази верига може да бъде изградена с два различни метала и те са свързани заедно чрез генериране на две кръстовища. Двата метала са заобиколени от връзката чрез заваряване.

В горната диаграма кръстовищата са обозначени с P & Q, а температурите са обозначени с T1, & T2. Когато температурата на кръстовището е различна една от друга, тогава електромагнитната сила се генерира във веригата.

Термодвойка

Ако умереният в края на кръстовището се превърне в еквивалент, тогава еквивалентът, както и обратната електромагнитна сила, произвежда във веригата и през нея няма поток на ток. По същия начин температурата в края на кръстовището става дисбалансирана, след което потенциалната промяна предизвиква в тази верига.

Мащабът на електромагнитната сила, индуцирана във веригата, разчита на видовете материали, използвани за направата на термодвойки. Целият поток на ток през веригата се изчислява от измервателните инструменти.

Електромагнитната сила, индуцирана във веригата, се изчислява по следното уравнение

E = a (∆Ө) + b (∆Ө) 2

Където ∆Ө е температурната разлика между края на горещата връзка на термодвойката, както и еталонния край на свързването на термодвойката, a & b са константи

Видове термодвойки

Преди да се обсъди видът на термодвойките, трябва да се има предвид, че термодвойката трябва да бъде защитена в защитен калъф, за да се изолира от атмосферните температури. Това покритие значително ще намали корозионното въздействие върху устройството.

И така, има много видове термодвойки. Нека да разгледаме подробно тези.

Тип К - Това също се нарича термодвойка тип никел-хром / никел-алумел. Това е най-често използваният тип. Той има характеристиките на повишена надеждност, прецизност и евтин и може да работи при разширени температурни диапазони.

K Тип

Температурните граници са:

Тел с термодвойка - -454F до 2300F (-270⁰С до 1260⁰° С)

Удължителен проводник (0⁰С до 200⁰° С)

Този тип K има ниво на точност

Стандартно +/- 2.2C или +/- 0.75%, а специалните граници са +/- 1.1C или 0.4%

Тип J - Това е комбинация от желязо / константан. Това е и най-използваният тип термодвойка. Той има характеристиките на повишена надеждност, прецизност и евтин. Това устройство може да работи само при по-ниски температурни диапазони и има кратък живот, когато се работи при високи температурни граници.

J Тип

Температурните граници са:

Тел с термодвойка - -346F до 1400F (-210⁰С до 760⁰° С)

Удължителен проводник (0⁰С до 200⁰° С)

Този тип J има ниво на точност

Стандартно +/- 2.2C или +/- 0.75%, а специалните граници са +/- 1.1C или 0.4%

“как работят кристалните осцилатори ”

Тип Т - Това е комбинация от мед / константан. Термодвойката тип Т има повишена стабилност и обикновено се прилага за приложения с по-ниски температури като фризери с ултра ниска температура и криогеника.

T тип

Температурните граници са:

Тел с термодвойка - -454F до 700F (-270⁰С до 370⁰° С)

Удължителен проводник (0⁰С до 200⁰° С)

Този Т-тип има ниво на точност

Стандартно +/- 1.0C или +/- 0.75%, а специалните граници са +/- 0.5C или 0.4%

Тип Е - Това е смес от никел-хром / константан. Той има по-голяма способност за сигнал и подобрена точност в сравнение с тази на термодвойките тип K и J, когато работят при ≤ 1000F.

E тип

Температурните граници са:

Тел с термодвойка - -454F до 1600F (-270⁰С до 870⁰° С)

Удължителен проводник (0⁰С до 200⁰° С)

Този Т-тип има ниво на точност

Стандартно +/- 1.7C или +/- 0.5%, а специалните граници са +/- 1.0C или 0.4%

Тип N - Счита се за термодвойка Nicrosil или Nisil. Нивата на температура и точност от тип N са подобни на тип К. Но този тип е по-скъп от тип К.

N тип

Температурните граници са:

Тел с термодвойка - -454F до 2300F (-270⁰С до 392⁰° С)

Удължителен проводник (0⁰С до 200⁰° С)

Този Т-тип има ниво на точност

Стандартно +/- 2.2C или +/- 0.75%, а специалните граници са +/- 1.1C или 0.4%

Тип S - Счита се за термодвойка Платина / Родий или 10% / Платина. Термодвойката тип S е изключително внедрена за приложения с висока температура, като например в Биотех и фармацевтични организации. Той дори се използва за приложения с по-малък температурен диапазон поради повишената си точност и стабилност.

S тип

Температурните граници са:

Тел с термодвойка - -58F до 2700F (-50⁰С до 1480⁰° С)

Удължителен проводник (0⁰С до 200⁰° С)

Този Т-тип има ниво на точност

Стандартно +/- 1,5C или +/- 0,25%, а специалните граници са +/- 0,6C или 0,1%

Тип R - Счита се или за платина / родий, или за 13% / платина термодвойка. Термодвойката тип S е изключително внедрена за приложения с висока температура. Този вид е включен с по-голямо количество родий от тип S, което прави устройството по-скъпо. Характеристиките и производителността на тип R и S са почти сходни. Той дори се използва за приложения с по-малък температурен диапазон поради повишената си точност и стабилност.

R тип

Температурните граници са:

Тел с термодвойка - -58F до 2700F (-50⁰С до 1480⁰° С)

Удължителен проводник (0⁰С до 200⁰° С)

Този Т-тип има ниво на точност

Стандартно +/- 1,5C или +/- 0,25%, а специалните граници са +/- 0,6C или 0,1%

Тип Б - Счита се или за 30% от платиновия родий, или за 60% от термодвойката от платиновия родий. Това се използва широко при по-високи температурни приложения. От всички изброени по-горе типове тип В има най-високата температурна граница. При нивата на повишени температури термодвойката тип B ще поддържа по-голяма стабилност и точност.

B тип

Температурните граници са:

Тел с термодвойка - 32F до 3100F (0⁰С до 1700⁰° С)

Удължителен проводник (0⁰С до 100⁰° С)

Този Т-тип има ниво на точност

Стандартен +/- 0,5%

Типовете S, R и B се считат за термодвойки от благородни метали. Те са избрани, защото могат да функционират дори при високотемпературни диапазони, осигуряващи голяма точност и дълъг живот. Но в сравнение с типовете неблагородни метали те са по-скъпи.

Докато избирате термодвойка, трябва да вземете предвид много фактори, които отговарят на техните приложения.

Проверете какви са ниските и високите температурни диапазони, необходими за вашето приложение?
Какъв бюджет на термодвойката да се използва?
Какъв процент на точност да се използва?
При какви атмосферни условия термодвойката работи, като инертни газове или окисляване
Какво е нивото на реакция, което се очаква, което означава, че колко бързо устройството трябва да реагира на температурните промени?
Какъв е периодът на живот, който се изисква?
Преди операцията проверете дали устройството е потопено във вода или не и до какво ниво на дълбочина?
Ще бъде ли използването на термодвойката периодично или непрекъснато?
Ще бъде ли термодвойката подложена на усукване или огъване през целия живот на устройството?

Как да разберете дали имате лоша термодвойка?

За да разберете дали термодвойката работи перфектно, трябва да извършите тестване на устройството. Преди да преминете към подмяната на устройството, трябва да проверите дали то действително функционира или не. За целта мултиметърът и основните познания по електроника са напълно достатъчни. Има основно три подхода за тестване на термодвойката с помощта на мултицет и те са обяснени по-долу:

Тест за устойчивост

За да се извърши този тест, устройството трябва да бъде поставено в линия за газови уреди и необходимото оборудване е цифров мултицет и крокодилски щипки.

Процедура - Свържете крокодилските скоби към секциите в мултиметъра. Прикрепете скобите в двата края на термодвойката, където единият край ще бъде сгънат в газовия клапан. Сега включете мултиметъра и си запишете опциите за четене. Ако мултицетът показва ома в малък ред, тогава термодвойката е в перфектно работно състояние. Или ако показанието е 40 ома или повече, тогава то не е в добро състояние.

Тест за отворена верига

Тук използваното оборудване е крокодилски щипки, запалка и цифров мултицет. Тук, вместо да се измерва съпротивлението, се изчислява напрежението. Сега, с запалката, загрейте единия край на термодвойката. Когато мултицетът показва напрежение в диапазона от 25-30 mV, тогава той работи правилно. Или, когато напрежението е близо до 20mV, тогава устройството трябва да бъде заменено.

Тест със затворена верига

Тук използваното оборудване е крокодилски щипки, адаптер за термодвойки и цифров мултицет. Тук адаптерът се поставя вътре в газовия клапан и след това термодвойката се поставя до единия край на адаптера. Сега включете мултиметъра. Когато отчитането е в диапазона 12-15 mV, устройството е в правилно състояние. Или, когато отчитането на напрежението падне под 12mV, това означава повредено устройство.

Така че, използвайки горните методи за тестване, може да се установи дали термодвойката работи правилно или не.

“arduino uno r3 диаграма на щифтове ”

Каква е разликата между термостата и термодвойката?

Разликите между термостата и термодвойката са:

Особеност	Термодвойка	Термостат
Диапазон на температурата	-454 до 3272⁰F	-112 до 302⁰F
Ценови диапазон	По-малко	Високо
Стабилност	Осигурява по-малко стабилност	Осигурява средна стабилност
Чувствителност	Термодвойката има по-малка чувствителност	Термостатът предлага най-добрата стабилност
Линейност	Умерено	Беден
Системни разходи	Високо	Среден

Предимства недостатъци

Предимствата на термодвойките включват следното.

Точността е висока
Той е здрав и може да се използва в условия като сурови, както и с високи вибрации.
Термичната реакция е бърза
Работният диапазон на температурата е широк.
Широк работен температурен диапазон
Цената е ниска и изключително последователна

Недостатъците на термодвойките включват следното.

Нелинейност
Най-малко стабилност
Ниско напрежение
Необходима е справка
най-малка чувствителност
Повторното калибриране на термодвойката е трудно

Приложения

Някои от приложения на термодвойки включват следното.

Те се използват като температурни сензори в термостати в офиси, домове, офиси и фирми.
Те се използват в промишлеността за наблюдение на температурите на металите в желязото, алуминия и метала.
Те се използват в хранителната промишленост за криогенни и нискотемпературни приложения. Термодвойките се използват като термопомпа за извършване на термоелектрическо охлаждане.
Те се използват за тестване на температурата в химическите заводи, петролните заводи.
Те се използват в газови машини за откриване на пилотния пламък.

Каква е разликата между RTD и термодвойка?

Другото най-важно нещо, което трябва да се има предвид в случая на термодвойката, е как тя се различава от RTD устройството. И така, таблицата обяснява разликите между RTD и термодвойката.

RTD	Термодвойка
RTD е изключително подходящ за измерване на по-малък диапазон от температури, които са между (-200⁰С до 500⁰° С)	Термодвойката е подходяща за измерване на по-висок диапазон от температури, които са между (-180⁰С до 2320⁰° С)
За минимален обхват на превключване той показва повишена стабилност	Те имат минимална стабилност и също така резултатите не са точни при многократно тестване
Той има по-голяма точност от термодвойка	Термодвойката има по-малка точност
Диапазонът на чувствителност е по-голям и дори може да изчисли минимални температурни промени	Диапазонът на чувствителност е по-малък и те не могат да изчислят минимални температурни промени
RTD устройствата имат добро време за реакция	Термодвойките осигуряват бърза реакция от тази на RTD
Изходът е с линейна форма	Изходът е с нелинейна форма
Те са по-скъпи от термодвойките	Те са икономични от RTD

Каква е продължителността на живота?

The продължителност на живота на термодвойката се основава на приложението, когато се използва. Така че, не може да се предскаже конкретно периода на живот на термодвойката. Когато устройството се поддържа правилно, устройството ще има дълъг живот. Докато след продължителна употреба те могат да се повредят поради ефекта на стареене.

И също така, поради това, производителността ще бъде понижена и сигналите ще имат лоша ефективност. Цената на термодвойката също не е висока. Така че, по-препоръчително е да се модифицира термодвойката на всеки 2-3 години. Това е отговорът на каква е продължителността на живота на термодвойка ?

По този начин всичко е свързано с преглед на термодвойката. От горната информация накрая можем да заключим, че измерването на изход на термодвойка може да се изчисли чрез използване на методи като мултицет, потенциометър и усилвател от изходните устройства. Основната цел на термодвойката е да изгради последователни и директни измервания на температурата в няколко различни приложения.