Elektron termometrinin iş prinsipi

Termoelektrik termometr, termometr tərəfindən göstərilən temperatur və istilik dəyərinə uyğun olan termoelektromotor qüvvəni ölçmək üçün istilik ölçmə elementi olaraq bir termokupl istifadə edir. -200 ℃ ~ 1300 ℃ aralığında temperaturu ölçmək üçün geniş istifadə olunur və xüsusi şərtlərdə 2800 ℃ yüksək və ya 4K aşağı temperaturu ölçə bilər. Sadə quruluş, aşağı qiymət, yüksək dəqiqlik və geniş temperatur ölçmə aralığına malikdir. Termokupl aşkarlanmaq üçün temperaturu elektrik enerjisinə çevirdiyindən, temperaturu ölçmək və idarə etmək, temperatur siqnallarını gücləndirmək və çevirmək rahatdır. Uzun məsafə ölçmə və avtomatik idarəetmə üçün uygundur. Kontakt temperaturu ölçmə metodunda termoelektrik termometrlərin tətbiqi ən çox yayılmışdır.

DS-1
(1) Termokupl temperatur ölçmə prinsipi
Termokupl temperatur ölçmə prinsipi termoelektrik effektə əsaslanır.
İki fərqli materialdan A və B ötürücülərini ardıcıl olaraq qapalı bir dövrə bağlayın. İki kontaktın 1 və 2-nin temperaturu fərqli olduqda, T> T0 olarsa, dövrədə termoelektromotor qüvvə yaranacaq və dövrədə müəyyən miqdar olacaqdır. Böyük və kiçik cərəyanlar, bu fenomenə piroelektrik təsir deyilir. Bu elektromotor qüvvə, "termoelektromotor qüvvə" olaraq adlandırılan, EAB olaraq göstərilən və A və B iletkenlerine termoelektrodlar deyilən məşhur "Seebeck termoelektromotor qüvvəsi" dir. Kontakt 1 ümumiyyətlə bir-birinə qaynaqlanır və ölçmə zamanı ölçülən temperaturu hiss etmək üçün temperatur ölçmə yerinə qoyulur, buna görə ölçmə ucu (və ya iş ucunun isti ucu) adlanır. Qovşaq 2 sabit bir temperatur tələb edir ki, bu da istinad qovşağı (və ya soyuq qovşaq) adlanır. İki keçiricini birləşdirən və temperaturu termoelektromotor gücə çevirən bir sensora termojuft deyilir.

Termoelektromotor qüvvə iki keçiricinin təmas potensialından (Peltier potensialı) və tək ötürücünün temperatur fərqi potensialından (Thomson potensialı) ibarətdir. Termoelektromotiv qüvvənin böyüklüyü iki keçirici materialın xüsusiyyətləri və qovşağın temperaturu ilə əlaqədardır.
Dirijorun içindəki elektron sıxlığı fərqlidir. Fərqli elektron sıxlığına sahib iki A və B ötürücüsü təmasda olduqda, kontakt səthində elektron diffuziyası meydana gəlir və elektronlar yüksək elektron sıxlığı olan keçiricidən aşağı sıxlığa malik ötürücüyə axır. Elektron diffuziya dərəcəsi iki keçiricinin elektron sıxlığı ilə əlaqədardır və təmas sahəsinin temperaturu ilə mütənasibdir. A və B keçiricilərin sərbəst elektron sıxlıqlarının NA və NB, NA> NB olduqlarını düşünsək, elektron diffuziyası nəticəsində A dirijoru elektronları itirir və müsbət yüklənir, B dirijor isə elektron qazanır və mənfi yüklənərək elektrik əmələ gətirir. əlaqə səthindəki sahə. Bu elektrik sahəsi elektronların diffuziyasına mane olur və dinamik tarazlığa çatdıqda təmas sahəsindəki sabit potensial fərqi meydana gəlir, yəni böyüklüyü olan əlaqə potensialı

(8.2-2)

K – Boltzmann sabitinin olduğu yerdə, k = 1.38 × 10-23J / K;
e - elektron yükünün miqdarı, e = 1.6 × 10-19 C;
T –Təmas nöqtəsindəki temperatur, K;
NA, NB– müvafiq olaraq A və B keçiricilərin sərbəst elektron sıxlıqlarıdır.
Dirijorun iki ucu arasındakı temperatur fərqi ilə yaranan elektromotor qüvvəyə termoelektrik potensial deyilir. Temperatur gradyanına görə elektronların enerji paylanması dəyişdirilir. Yüksək temperatur ucu (T) elektronları aşağı temperatur ucuna (T0) qədər yayılacaq və elektronların itkisi səbəbindən yüksək temperatur ucunun müsbət yüklənməsinə və aşağı temperatur ucunun da elektronlara görə mənfi yüklənməsinə səbəb olacaqdır. Bu səbəbdən eyni keçiricinin iki ucunda da potensial fərqi yaranır və elektronların yüksək temperatur ucundan aşağı temperatur ucuna yayılmasının qarşısını alır. Sonra elektronlar tarazlaşaraq dinamik bir tarazlıq əmələ gətirir. Bu anda qurulan potensial fərqinə istilik üçün aid olan termoelektrik potensial və ya Thomson potensialı deyilir

(8.2-3)

JDB-23 (2)

Formulda σ, 1 ° C temperatur fərqi ilə yaranan elektromotor qüvvə dəyərini təmsil edən Tomson əmsalıdır və onun böyüklüyü material xüsusiyyətləri və hər iki ucdakı temperaturla əlaqədardır.
A və B konduktorlarından ibarət olan termojuft qapalı dövrənin iki təmasda iki əlaqə potensialı eAB (T) və eAB (T0) vardır və T> T0 olduğundan A və B iletkenlərinin hər birində termoelektrik potensial da mövcuddur. qapalı döngənin ümumi istilik elektromotor qüvvəsi EAB (T, T0) təmas elektromotor qüvvəsinin və temperatur fərqi elektrik potensialının cəbri cəmi olmalıdır:

(8.2-4)

Seçilən termokupl üçün referans temperatur sabit olduqda, ümumi termoelektromotor qüvvə ölçmə terminalı T-nin tək qiymətli funksiyasına çevrilir, yəni EAB (T, T0) = f (T). Bu, termokuplun temperatur ölçməsinin əsas prinsipidir.


Göndərmə vaxtı: 11 iyun-21 iyun