Cặp nhiệt điện là sản phẩm cảm biến nhiệt độ được ứng dụng vào đời sống cũng như ngành công nghiệp, sản xuất. Vậy nguyên lý làm việc của cặp nhiệt điện như thế nào? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết ngay sau bài viết dưới đây nhé
1. Cặp nhiệt điện được sử dụng rộng rãi
Là một trong những cảm biến nhiệt độ được sử dụng rộng rãi nhất trong đo nhiệt độ công nghiệp, cặp nhiệt điện, cùng với điện trở nhiệt platin, chiếm khoảng 60% tổng số cảm biến nhiệt độ. Cặp nhiệt điện thường được sử dụng cùng với các dụng cụ hiển thị để đo trực tiếp các quy trình sản xuất khác nhau. nhiệt độ của môi trường lỏng, hơi, khí và chất rắn trong khoảng -40 ～ 1800 ℃.
2. Ưu điểm của cặp nhiệt điện
+ Độ chính xác đo cao
+ Phạm vi đo rộng
+ Cấu trúc đơn giản, sử dụng thuận tiện cặp nhiệt điện.
3. Nguyên tắc cơ bản của phép cặp nhiệt điện
Cặp nhiệt điện là một loại phần tử cảm biến nhiệt độ, nó là một thiết bị chính, nó trực tiếp đo nhiệt độ, chuyển đổi tín hiệu nhiệt độ thành tín hiệu nhiệt điện động, sau đó chuyển đổi nó thành nhiệt độ của môi trường đo thông qua một thiết bị điện (thiết bị thứ cấp ).
Nguyên tắc cơ bản của phép đo nhiệt độ của cặp nhiệt điện là hai dây dẫn có thành phần khác nhau tạo thành một vòng kín, khi có một nhiệt độ ở hai đầu thì sẽ có dòng điện chạy trong vòng dây. Lúc này giữa các dây dẫn có suất điện động-nhiệt điện động. hai đầu Đây được gọi là hiệu ứng Seebeck.
Hai dây dẫn đồng nhất có thành phần khác nhau là nhiệt điện, đầu nào có nhiệt độ cao hơn là đầu làm việc, đầu có nhiệt độ thấp hơn là đầu tự do, đầu tự do thường ở nhiệt độ không đổi nhất định. Theo mối quan hệ hàm số giữa sức điện động và nhiệt độ, một bảng chỉ số của cặp nhiệt điện được lập; bảng chỉ số thu được khi nhiệt độ cuối tự do ở 0 ℃ và các cặp nhiệt điện khác nhau có bảng chỉ số khác nhau.
Khi vật liệu kim loại thứ ba được nối trong mạch của cặp nhiệt điện, miễn là nhiệt độ của hai chỗ nối vật liệu bằng nhau thì thế nhiệt điện do cặp nhiệt điện tạo ra sẽ không đổi, nghĩa là nó không bị ảnh hưởng bởi cặp nhiệt điện thứ ba. kim loại trong mạch. Vì vậy, khi cặp nhiệt điện đo nhiệt độ, nó có thể được kết nối với dụng cụ đo, và sau khi đo suất điện động nhiệt, nhiệt độ của môi trường đo có thể biết được.
Cặp nhiệt điện hàn các dây dẫn hoặc chất bán dẫn A và B của hai vật liệu khác nhau để tạo thành một vòng kín.
Khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai điểm mắc 1 và 2 của dây dẫn A và B thì giữa hai dây dẫn này sinh ra một suất điện động, do đó tạo thành dòng điện lớn trong vòng dây, hiện tượng này được gọi là hiệu ứng nhiệt điện. Cặp nhiệt điện sử dụng hiệu ứng này để hoạt động.
Hai dây dẫn có các thành phần khác nhau (gọi là dây dẫn nhiệt điện hay dây dẫn nhiệt điện) được nối thành mạch điện hỗn hợp ở hai đầu. Khi nhiệt độ của mối nối khác nhau thì trong mạch sẽ sinh ra một suất điện động. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng nhiệt điện. suất điện động gọi là suất điện động nhiệt điện. Cặp nhiệt điện sử dụng nguyên lý này để đo nhiệt độ. Trong đó, đầu trực tiếp dùng để đo nhiệt độ của môi chất được gọi là đầu làm việc (còn gọi là đầu đo) và đầu còn lại được gọi là đầu nguội (còn gọi là đầu bù. ); đầu lạnh và màn hình Khi thiết bị hoặc dụng cụ hỗ trợ được kết nối, thiết bị hiển thị sẽ chỉ ra thế nhiệt điện do cặp nhiệt điện tạo ra.
4. Lưu ý khi sử dụng cặp nhiệt điện
Cặp nhiệt điện thực chất là một loại máy biến đổi năng lượng, biến nhiệt năng thành điện năng và sử dụng thế năng nhiệt điện sinh ra để đo nhiệt độ. Về thế năng nhiệt điện của cặp nhiệt điện, cần chú ý những vấn đề sau:
+ Thế nhiệt điện của một cặp nhiệt điện là một hàm của hiệu số nhiệt độ giữa hai đầu của cặp nhiệt điện, không phải là một hàm của hiệu số nhiệt độ giữa hai đầu của cặp nhiệt điện;
+ Kích thước của thế nhiệt điện do cặp nhiệt điện tạo ra. Khi vật liệu của cặp nhiệt điện là đồng nhất thì không liên quan gì đến chiều dài và đường kính của cặp nhiệt điện mà chỉ liên quan đến thành phần của vật liệu làm cặp nhiệt điện và nhiệt độ sự khác biệt giữa hai đầu;
+ Khi xác định được hai vật liệu làm dây dẫn của cặp nhiệt điện thì hiệu điện thế nhiệt điện của cặp nhiệt điện chỉ liên quan đến hiệu số nhiệt độ của cặp nhiệt điện; nếu nhiệt độ của chỗ tiếp giáp lạnh của cặp nhiệt điện không đổi thì thế nhiệt điện của cặp nhiệt điện chỉ là chức năng có giá trị đơn của nhiệt độ cuối làm việc.
Trên đây là bài viết giới thiệu chi tiết về nguyên lý làm việc của cặp nhiệt điện. Mong ít phút lưu lại trên bài viết này đã mang đến cho các bạn đọc giả thêm nhiều kiến thức bổ ích hơn.