Kaj je termoelement in kakšna je njegova uporaba in načela?

Osnovno načelo merjenja temperature termoelementov

Zvijte dva vodnika ali polprevodnike A in B različnih materialov skupaj, da tvorita zaprto zanko. Kadar obstaja temperaturna razlika med dvema točkama 1 in 2 prevodnikov A in B, se med obema nastane elektromotivna sila in tako tvori tok določene velikosti v zanki. Ta pojav se imenuje termoelektrični učinek. Termoelementi delujejo s tem učinkom.

Kaj je termoelement?

Tako termoelementi kot termični upori pripadajo merjenju temperature kontaktne temperature pri merjenju temperature. Čeprav imajo enako funkcijo merjenja temperature predmeta, so njihova načela in značilnosti različna.

Termoelementi so najpogosteje uporabljene temperaturne naprave pri merjenju temperature. Njihove glavne značilnosti so široka merilna območja, razmeroma stabilna zmogljivost, preprosta struktura, dober dinamični odziv in sposobnost prenosa električnih signalov {{0} Ma na daljavo, kar je primerno za samodejni nadzor in centralizirano krmiljenje. Načelo merjenja temperature termoelementov temelji na termoelektričnem učinku. Ko sta dva različna prevodnika ali polprevodnika povezana v zaprto zanko, ko sta temperature na obeh križiščih različni, bo v zanki nastal termoelektrični potencial. Ta pojav se imenuje termoelektrični učinek, znan tudi kot učinek Seebeck. Termoelektrični potencial, ustvarjen v zaprti zanki, je sestavljen iz dveh potencialov: temperaturna razlika in kontaktni potencial. Termoelektrični potencial se nanaša na potencial, ki ga ustvarjata dva konca istega prevodnika zaradi različnih temperatur. Različni vodniki imajo različne gostote elektronov, zato je tudi potencial, ki ga ustvarjajo, različen. Kot že ime pove, se kontaktni potencial nanaša na potencial, ki je nastal, ko sta dva različna vodnika v stiku zaradi različnih gostot elektronov, ki proizvaja določeno količino difuzije elektrona. Velikost kontaktnega potenciala je odvisna od lastnosti materiala dveh različnih vodnikov in temperature njihovih kontaktnih točk. Trenutno imajo termoelementi, ki se uporabljajo mednarodno, standardno specifikacijo. Mednarodni predpisi določajo, da so termoelementi razdeljeni na osem različnih oddelkov, in sicer B, R, S, K, E, E, J in T. Najnižjo temperaturo je mogoče izmeriti minus 270 stopinj Celzija, najvišja pa lahko doseže 1800 stopinj Celsiusa. Med njimi B, R in S pripadajo platinski seriji termoelementov. Ker je Platinum dragocena kovina, jih imenujemo tudi termoelemente z plemenito kovino, preostale pa se imenujejo poceni kovinski termoelemen. Obstajata dve strukturi termoelementov, navadni tip in oklepni tip. Navadni termoelementi so na splošno sestavljeni iz termoelementov, izolacijskih cevi, zaščitnih rokavov in stičišč, medtem ko se oklepni termoelementi sestavljajo s kombiniranjem žic termoelementov, izolacijskih materialov in kovinskih zaščitnih rokavov, nato pa se raztegnejo v trdno kombinacijo. Vendar pa električni signal termoelementov potrebuje posebno žico za prenos, ki ji rečemo kompenzacijska žica. Različni termoelementi potrebujejo različne kompenzacijske žice, katerih glavna funkcija je, da se povežete s termoelementom, da se referenčni konec termoelementa oddaljuje stran od napajanja, tako da je temperatura referenčnega konca stabilna. Kompenzacijska žica je razdeljena na vrsto kompenzacije in vrsto razširitve. Kemična sestava podaljšane žice je enaka kot pri kompenziranem termoelementu, vendar v praksi podaljševalna žica ni narejena iz iste kovine kot termoelemen. Na splošno jo nadomesti z žico z isto gostoto elektronov kot termoelemen. Povezava med kompenzacijsko žico in termoelementom je na splošno zelo jasna. Pozitiven pol termoelementov je povezan z rdečo žico kompenzacijske žice, negativni pol pa je povezan s preostalo barvo. Večina splošnih kompenzacijskih žic je narejena iz bakrene zlitine.