Что такое термопара?

Термопара - это устройство, используемое для преобразования тепла в электрическую энергию. Он измеряет разницу температур между двумя точками. Термопары являются одними из наиболее широко используемых датчиков температуры из-за их широкой доступности и очень низкой стоимости. Однако, к сожалению, они не самые точные считыватели температуры.

Эффект Зеебека играет ключевую роль в работе термопары. В нем говорится, что разница температур между двумя металлическими полупроводниками создает электричество. Когда эти полупроводники образуют петлю, возникает электрический ток. Термопары используют этот эффект для измерения температуры. Когда термопара помещается между температурным градиентом между двумя полупроводниками, она становится частью цепи, созданной эффектом Зеебека. Это позволяет ему измерять напряжение и преобразовывать это напряжение в читаемый температурный градиент в зависимости от типа используемого металла.

Когда термопара измеряет градиент температуры, она измеряет разницу температур между двумя полупроводниками. Это означает, что термопара должна быть подключена к мультиметру, который позволяет пользователю считывать напряжение двух задействованных полупроводников. Разница температуры и напряжения напрямую связаны. Следовательно, если можно прочитать напряжение, протекающее через цепь, можно затем вычислить разницу температур между двумя полупроводниками. Эта разница температур получается путем измерения напряжения; поскольку напряжение прямо соответствует разнице температур между двумя переходами полупроводников термопары.

Существует много типов термопар, все из которых различаются по металлическому сплаву, используемому в их датчике. Наиболее распространенные термопары типа К (хромель-алюмель) очень дешевы и имеют широкий диапазон температур, которые они могут измерять. Однако дешевизна этого типа проявляется в том, что он не очень точен и может измениться в чувствительность при температурах выше 354 градусов Цельсия, что является точкой Кюри для никеля, входящего в состав хромель. Термопары типа E (хромель-константин) имеют более высокую чувствительность, чем тип K, и немагнитны. Существует множество других типов термопар, полный список которых можно найти в разделе «Ресурсы».

Термопары используются при производстве стали для измерения температуры стали с целью определения содержания углерода в стали на основе ее температуры плавления. Они также используются в контрольных лампах. Это приложение требует, чтобы зонд термопары находился в пилотном пламени, чтобы определить, горит ли пламя. Когда пламя горит, в термопаре генерируется ток, и он считывает тепло, выделяемое пламенем. Когда пламя погашено, электронные датчики могут знать, что нужно перекрыть подачу газа, чтобы предотвратить возможные утечки газа.

При работе термопары подчиняются трем законам. Во-первых, закон однородных материалов гласит, что температуры, не применяемые на стыках термопары не будут влиять на создаваемое напряжение, потому что они больше не создают температуру градиент. Во-вторых, закон промежуточных материалов гласит, что новые материалы, введенные в цепь, не будут изменяйте напряжение до тех пор, пока переходы, образованные новым материалом, не нагреваются. градиент. Закон последовательных температур гласит, что напряжения между тремя или более переходами могут складываться.