اندازه گیری دما توسط ترموکوپل


دما :

دما یکی از کمیت هایی است که اندازه گیری و کنترل آن در صنعت بسیار ضروری است.روش های مختلفی برای اندازه گیری دما ابداع شده است که  در زیر (و بخش های بعدی این آموزش)به روش های مبتنی بر خواص الکتریکی مواد اشاره می کنیم.

واحدهای اندازه گیری دما :

1- درجه سلسیوس celsius (سانتی گراد centi grad) : مقیاس علمی متداول است که در آن صفر درجه ، نقطه ی انجما آب و صد درجه نقطه جوش آب در فشار یک اتمسفر است.

2- درجه ی فارنهایت fahrenheit : منشأ این مقیاس دقیقا روشن نیست ولی گزارش شده است که صفر فارنهایت از قرار دادن حباب دماسنج در مخلوطی از یخ و کلرو آمونیوم حاصل شده است و بالاترین نقطه ی این مقیاس دمای شروع جوشش جیوه است.بین این دو دما به 600 درجه تقسیم شده است.نقطه ی انجماد آب 32 درجه و نقطه ی جوش آب 212 درجه ی فارنهایت می باشد.

3- درجه ی کلوین kelvin :در سیستم SI دمای مطلق را برحسب درجه ی کلوین اندازه گیری می کنند. در حقیقت صفر مطلق در مقیاس کلوین  273.15- درجه سلسیوس توسط مخترع آن لرد کلوین در نظر گرفته شده است.این دما پایین ترین دمای ممکن است و در این دما انرژی جنبشی مولکول ها به صفر می رسد.

از روابط زیر می توان برای تبدیل واحدهای دما استفاده کرد:

C  +273 ) = °K°)

 F  – 32 )× 1.8 = °C°)

C  × 1.8)+ 32 = °F°)

سنسورهای دما :

سنسورهای الکتریکی دما

 

ترموکوپل Thermocouple

 

وقتی دو سیم فلزی با جنس مختلف از دو انتها به یکدیگر متصل می شوند و به یکی از محل های اتصال حرارت داده شود، جریانب در دو سیم به وجود می آید.این پدیده در سال 1821 توسط توماس سیبک آلمانی کشف شد.

این جریان ناشی از اختلاف دمای بین دو انتهای ترموکوپل است و ترموکوپل قادر به اندازه گیری دمای مطلق نمی باشد.بنابراین یک انتها ، اتصال اندازه گیری (measuring junction) یا اتصال گرم (hot junction)  وانتهای دیگر اتصال مرجع (reference) یا اتصال سرد (cold junction) نامیده می شود.

حال برای قرائت صحیح دما ، اتصال گرم را در دمای مورد نظر قرار می دهیم و دمای اتصال سرد را محاسبه کرده از آن کم می کنیم.برای این منظور می توان اتصال سرد را یا در دمای صفر درجه نگاه داشت که در این صورت دیگر نیازی به محاسبه اختلاف دما نیست.این روش یک روش عملی نیست ، بنابر این دمای اتصال سرد را توسط یک سنسور دیگر لحظه به لحظه اندازه گیری کرده و از دمای اندازه گیری شده کم می کنیم.این روش امروزه توسط IC های اندازه گیری دما براحتی قابل اجراست.

اگر یک سر دو سیم قطع شود در اثر پدیده ترموالکتریک(seeback-effect) ولتاژی در دو سر آن به وجود می آید که تابعی از درجه حرارت نقطه تماس و اتصال دو سیم فلزی می باشد.

از ویژگی های ترموکوپل ها پاسخ زمانی سریع و حوضه اندازه گیری وسیع آن هاست،همچنین عدم نیاز به منبع تغذیه خارجی در آن ها یک ویژگی مهم دیگر ترموکوپل ها می باشد.

ترموکوپل wikipower.ir

شکل 1 ) ترموکوپل

به دلیل غیر خطی بودن ولتاژ خروجی ترموکوپل ها ، جداول استانداردی برای انواع ترموکوپل ها ارایه می شود که با قرار دادن مقادیر این جداول در کنترلر می توان با قرائت ولتاژ خروجی درجه حرارت اندازه گیری شده را تعیین نمود.

انواع ترموکوپل ها:

ترموکوپل ها را بر اساس عناصر سازنده شان نامگذاری می کنند، که از متداولترین آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد :

                                            سر مثبت                               سر منفی                              ضریب سیبک

ترموکوپل نوع K                         کرومل                                       آلومل                                      42

ترموکوپل نوع J                           آهن                                    کنستانتان                                    54

ترموکوپل نوع N                       نیکروسیل                                  نیسیل                                      30

ترموکوپل نوع T                          مس                                    کنستانتان                                   46

ترموکوپل نوع R                        پلاتین-رادیوم                               پلاتین                                       68

ترموکوپل نوع B                        پلاتین-رادیوم                              پلاتین-رادیوم                               68

ترموکوپل نوع S                        پلاتین-رادیوم                                پلاتین                                     68

ضریب سیبک میزان خروجی ترموکوپل به ازای یک  C°  تغییر دماست که نشان دهنده حساسیت می باشد.بنابر این حساس ترین ترموکوپل ،ترموکوپل  نوع  E می باشد.

اتصال سری و موازی ترموکوپل ها :

– برای بالا بردن حساسیت ترموکوپل ها ، آنها را به طور سری به هم متصل می کنند.با سری کردن ترموکوپل ها ولتاژ آنها با هم جمع می شود و شیب مشخصه خروجی که بیانگر حساسیت است ، افزایش می یابد.به چند ترموکوپل سری ترموپیل گفته می شود. (شکل A)

– برای افزایش صحت اندازه گیری دما ، ترموکوپل ها را به صورت موازی سربندی می کنند.موازی کردن ترموکوپل ها باعث می شود ولتاژ خروجی ، میانگین ولتاژ تمام ترموکوپل ها باشد.(شکل B)

– ترموکوپل هایی که با هم سری یا موازی می شوند باید از یک نوع باشند.

اتصال ترموکوپلwikipower.ir

.

———-w————i——-——-k———–i————-

       اشتراک گذاری شده توسط :  ویکی پاور

——-p———o———–w———-e———r———-

مطالب مرتبط با اندازه گیری دما توسط ترموکوپل

۳ دیدگاه در “اندازه گیری دما توسط ترموکوپل”

  1. سعید گفت:

    با سلام

    با تشکر از سایت تخصصی تون

    اگه امکان داره یه فایل در مورد استانداردهای بیرینگ موتور باتوجه به نوع فریم الکتروموتور میخوام

  2. سعید گفت:

    با سلام

    با تشکر از سایت تخصصی تون

    اگه امکان داره یه فایل در مورد استانداردهای بیرینگ موتور باتوجه به نوع فریم سایزالکتروموتورها میخوام

ارسال نظر برای این مطلب

Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.