Het werkingsprincipe van de elektronische thermometer:

De thermo-elektrische thermometer gebruikt een thermokoppel als temperatuurmeetelement om de thermo-elektromotorische kracht te meten die overeenkomt met de temperatuur en de temperatuurwaarde wordt weergegeven door de meter. Het wordt veel gebruikt om de temperatuur in het bereik van -200 ~ 1300 te meten, en onder speciale omstandigheden kan het de hoge temperatuur van 2800 of de lage temperatuur van 4K meten. Het heeft de kenmerken van een eenvoudige structuur, lage prijs, hoge nauwkeurigheid en een breed temperatuurmeetbereik. Omdat het thermokoppel temperatuur omzet in elektriciteit voor detectie, is het handig om de temperatuur te meten en te regelen, en om temperatuursignalen te versterken en om te zetten. Het is geschikt voor metingen over lange afstanden en automatische besturing. Bij de contacttemperatuurmeetmethode is de toepassing van thermo-elektrische thermometers het meest gebruikelijk.

DS-1
(1) Thermokoppel temperatuurmeetprincipe
Het principe van thermokoppel temperatuurmeting is gebaseerd op het thermo-elektrisch effect.
Verbind de geleiders A en B van twee verschillende materialen in serie in een gesloten lus. Wanneer de temperatuur van de twee contacten 1 en 2 verschillend zijn, als T>T0, zal een thermo-elektromotorische kracht in de lus worden gegenereerd en zal er een bepaalde hoeveelheid in de lus zijn. Grote en kleine stromen, dit fenomeen wordt pyro-elektrisch effect genoemd. Deze elektromotorische kracht is de bekende "Seebeck thermo-elektromotorische kracht", aangeduid als "thermo-elektromotorische kracht", aangeduid als EAB, en geleiders A en B worden thermo-elektroden genoemd. Contact 1 wordt meestal aan elkaar gelast en wordt op de temperatuurmeetplaats geplaatst om de gemeten temperatuur tijdens de meting te voelen, dus het wordt het meeteinde (of hete uiteinde van het werkeinde) genoemd. De junctie 2 vereist een constante temperatuur, die de referentiejunctie (of koude junctie) wordt genoemd. Een sensor die twee geleiders combineert en temperatuur omzet in thermo-elektromotorische kracht, wordt een thermokoppel genoemd.

De thermo-elektromotorische kracht bestaat uit het contactpotentiaal van twee geleiders (Peltier-potentiaal) en het temperatuurverschilpotentiaal van een enkele geleider (Thomson-potentiaal). De grootte van de thermo-elektromotorische kracht is gerelateerd aan de eigenschappen van de twee geleidermaterialen en de junctietemperatuur.
De elektronendichtheid in de geleider is anders. Wanneer twee geleiders A en B met verschillende elektronendichtheden in contact zijn, vindt elektronendiffusie plaats op het contactoppervlak en stromen de elektronen van de geleider met een hoge elektronendichtheid naar de geleider met een lage dichtheid. De snelheid van elektronendiffusie is gerelateerd aan de elektronendichtheid van de twee geleiders en is evenredig met de temperatuur van het contactgebied. Ervan uitgaande dat de vrije elektronendichtheden van geleiders A en B NA en NB zijn, en NA>NB, als gevolg van elektronendiffusie, verliest geleider A elektronen en wordt positief geladen, terwijl geleider B elektronen wint en negatief wordt geladen, waardoor een elektrische veld op het contactoppervlak. Dit elektrische veld belemmert de diffusie van elektronen en wanneer dynamisch evenwicht is bereikt, wordt een stabiel potentiaalverschil gevormd in het contactgebied, dat wil zeggen het contactpotentiaal, waarvan de grootte gelijk is aan

(8,2-2)

Waar de constante van k–Boltzmann, k=1,38×10-23J/K;
e–de hoeveelheid elektronenlading, e=1,6×10-19 C;
T–De temperatuur op het contactpunt, K;
NA, NB- zijn de vrije elektronendichtheden van respectievelijk geleiders A en B.
De elektromotorische kracht die wordt gegenereerd door het temperatuurverschil tussen de twee uiteinden van de geleider wordt de thermo-elektrische potentiaal genoemd. Door de temperatuurgradiënt verandert de energieverdeling van de elektronen. De elektronen aan het hoge temperatuuruiteinde (T) zullen diffunderen naar het uiteinde met lage temperatuur (T0), waardoor het uiteinde met de hoge temperatuur positief wordt geladen vanwege het verlies van elektronen, en het uiteinde met lage temperatuur negatief wordt geladen vanwege elektronen. Daarom wordt er ook een potentiaalverschil gegenereerd aan de twee uiteinden van dezelfde geleider en wordt voorkomen dat elektronen zich verspreiden van het hoge temperatuuruiteinde naar het lage temperatuuruiteinde. Vervolgens diffunderen de elektronen om een ​​dynamisch evenwicht te vormen. Het potentiaalverschil dat op dit moment wordt vastgesteld, wordt het thermo-elektrische potentieel of Thomson-potentiaal genoemd, dat gerelateerd is aan de temperatuur For temperature

(8,2-3)

JDB-23 (2)

In de formule is σ de Thomson-coëfficiënt, die de elektromotorische krachtwaarde vertegenwoordigt die wordt gegenereerd door een temperatuurverschil van 1 ° C, en de grootte ervan is gerelateerd aan de materiaaleigenschappen en de temperatuur aan beide uiteinden.
Het thermokoppel gesloten circuit bestaande uit geleiders A en B heeft twee contactpotentialen eAB(T) en eAB(T0) bij de twee contacten, en omdat T>T0 is er ook een thermo-elektrisch potentieel in elk van de geleiders A en B. Daarom, de totale thermische elektromotorische kracht EAB (T, T0) van de gesloten lus moet de algebraïsche som zijn van de contactelektromotorische kracht en het elektrische temperatuurverschilpotentiaal, namelijk:

(8,2-4)

Voor het geselecteerde thermokoppel, wanneer de referentietemperatuur constant is, wordt de totale thermo-elektromotorische kracht een functie met één waarde van de meetterminaltemperatuur T, dat wil zeggen EAB(T,T0)=f(T). Dit is het basisprincipe van het thermokoppel dat de temperatuur meet.


Posttijd: 11 juni-2021