Một cặp nhiệt điện là gì và việc sử dụng và nguyên tắc của nó là gì?

Nguyên tắc cơ bản của đo nhiệt độ cặp nhiệt điện

Mối hàn hai dây dẫn hoặc chất bán dẫn A và B của các vật liệu khác nhau với nhau để tạo thành một vòng kín. Khi có chênh lệch nhiệt độ giữa hai điểm 1 và 2 của dây dẫn A và B, một lực điện động được tạo ra giữa hai điểm, do đó tạo thành một dòng có kích thước nhất định trong vòng lặp. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng nhiệt điện. Cặp nhiệt điện hoạt động bằng cách sử dụng hiệu ứng này.

Một cặp nhiệt điện là gì?

Cả cặp nhiệt điện và điện trở nhiệt thuộc về đo nhiệt độ tiếp xúc trong đo nhiệt độ. Mặc dù chúng có cùng chức năng đo nhiệt độ của một vật thể, các nguyên tắc và đặc điểm của chúng là khác nhau.

Cặp nhiệt điện là các thiết bị nhiệt độ được sử dụng rộng rãi nhất trong đo nhiệt độ. Các tính năng chính của chúng là phạm vi đo rộng, hiệu suất tương đối ổn định, cấu trúc đơn giản, phản ứng động tốt và khả năng truyền 4-20 MA tín hiệu điện từ xa, thuận tiện cho điều khiển tự động và điều khiển tập trung. Nguyên tắc đo nhiệt độ của cặp nhiệt điện dựa trên hiệu ứng nhiệt điện. Khi hai dây dẫn hoặc chất bán dẫn khác nhau được kết nối thành một vòng kín, khi nhiệt độ ở hai điểm nối là khác nhau, một điện thế nhiệt điện sẽ được tạo ra trong vòng lặp. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng nhiệt điện, còn được gọi là hiệu ứng Seebeck. Tiềm năng nhiệt điện được tạo ra trong một vòng kín bao gồm hai tiềm năng: tiềm năng chênh lệch nhiệt độ và tiềm năng tiếp xúc. Tiềm năng nhiệt điện đề cập đến tiềm năng được tạo ra bởi hai đầu của cùng một dây dẫn do nhiệt độ khác nhau. Các dây dẫn khác nhau có mật độ electron khác nhau, vì vậy tiềm năng chúng tạo ra cũng khác nhau. Như tên cho thấy, tiềm năng liên hệ đề cập đến tiềm năng được hình thành khi hai dây dẫn khác nhau tiếp xúc vì mật độ electron khác nhau của chúng, tạo ra một lượng khuếch tán electron nhất định. Kích thước của tiềm năng tiếp xúc phụ thuộc vào tính chất vật liệu của hai dây dẫn khác nhau và nhiệt độ của các điểm tiếp xúc của chúng. Hiện tại, các cặp nhiệt điện được sử dụng quốc tế có một đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn. Các quy định quốc tế quy định rằng các cặp nhiệt điện được chia thành tám bộ phận khác nhau, cụ thể là B, R, S, K, N, E, J và T. Nhiệt độ thấp nhất có thể được đo là âm 270 độ C, cao nhất có thể đạt tới 1800 độ C. Trong số đó, B, R và S thuộc về chuỗi cặp nhiệt bạch kim. Vì bạch kim là một kim loại quý, chúng còn được gọi là cặp nhiệt điện kim loại quý, và những cái còn lại được gọi là cặp nhiệt điện kim loại giá rẻ. Có hai cấu trúc của cặp nhiệt điện, loại thông thường và loại bọc thép. Các cặp nhiệt điện thông thường thường bao gồm các cặp nhiệt điện, ống cách điện, tay áo bảo vệ và hộp nối, trong khi các cặp nhiệt bọc thép được lắp ráp bằng cách kết hợp dây nhiệt, vật liệu cách điện và tay áo bảo vệ kim loại, sau đó kéo dài để tạo thành một sự kết hợp chắc chắn. Tuy nhiên, tín hiệu điện của cặp nhiệt điện yêu cầu một dây đặc biệt để truyền, chúng tôi gọi là một dây bù. Các cặp nhiệt điện khác nhau yêu cầu các dây bù khác nhau, có chức năng chính là kết nối với cặp nhiệt điện để giữ cho đầu tham chiếu của cặp nhiệt điện ra khỏi nguồn điện, do đó nhiệt độ của đầu tham chiếu ổn định. Dây bồi thường được chia thành loại bù và loại mở rộng. Thành phần hóa học của dây mở rộng giống như của cặp nhiệt điện được bù, nhưng trong thực tế, dây mở rộng không được làm bằng kim loại giống như cặp nhiệt điện. Nó thường được thay thế bằng một dây có cùng mật độ electron với cặp nhiệt điện. Kết nối giữa dây bù và cặp nhiệt điện nói chung rất rõ ràng. Cực dương của cặp nhiệt điện được kết nối với dây màu đỏ của dây bù và cực âm được kết nối với màu còn lại. Hầu hết các dây bồi thường chung được làm bằng hợp kim đồng.