Většina topných a měřících předmětů, které používáme v každodenním životě, vyžaduje použití speciálních ovládacích prvků. Takové ovladače (termočlánky) chrání zařízení před přehřátím a poškozením. Termočlánek lze použít jak pro malá domácí měření, tak pro laboratorní experimenty. Chcete-li to provést, nemusíte jej konkrétně hledat v obchodech. Můžete pochopit jeho zařízení a vyrobit termočlánek pro multimetr vlastníma rukama.
Obsah
- Popis a charakteristika
- Princip činnosti
- Výroba tepelného senzoru
Popis a charakteristika
Termočlánek je zařízenísestávající ze dvou různých vodičů, které jsou spojeny v jednom nebo více bodech kompenzačními dráty. Při měření teploty na jednom konci drátu se na druhém vytvoří napětí o určité hodnotě a síle. Toto zařízení se používá k regulaci teploty a také k přeměně teploty na elektrický proud.
Tepelný senzor je poměrně levný. Toto zařízení je zcela standardní a měří široký rozsah teplot. Jedinou nevýhodou provozu prvku je nepřesnost, která může být až 1°C, což je na takové hodnoty hodně.
Vyrobit si termočlánek doma je snadné. Je pouze nutné pamatovat na to, že tato zařízení jsou vyrobena ze speciálních slitin, proto lze vysledovat předvídatelný a stabilní vztah mezi napětím a teplotou.
Existují různé typy senzorů. Jsou klasifikovány podle typu kovů použitých pro slitinu:
- chromel - alumel;
- platina rhodium - platina.
Prostředí aplikace také závisí na složení, protože takové regulátory se používají jak ve vědě a průmyslu, tak doma - pro kotle, reproduktory, trouby.
Princip činnosti
Termočlánek je nejoblíbenější teplotní senzork, kterou v roce 1822 objevil německý fyzik Thomas Seebeck. Proto se princip fungování takového prvku často nazývá Seebeckův efekt.
V knihách a učebnicích je tento efekt popsán následovně: pokud mají přechody vodičů neidentické teploty, pak mezi nimi vzniká elektrická síla (tepelná síla), jejíž hodnota je úměrná rozdílu teplot adheze.
Zde je třeba zdůraznit, že je třeba brát v úvahu teplotní rozdíl a ne žádný ukazatel. Navíc, pokud mají oba přechody stejnou teplotu, termoelektrický výkon se v obvodu neobjeví.
Než přistoupíte k výrobě snímače teploty, musíte připravit všechny materiály a nástroje. Termočlánkové elektrody se skládají z různých materiálů, pro jejichž výběr je třeba určit typ výrobku a rozsah použití.
Typy teplotních čidel jsou označeny písmeny latinské abecedy a mají své vlastní charakteristiky. Například oblíbený model TYPE K se skládá ze slitiny chromel-alumel a má rozsah měření 200-1200 °C. Po provedení jednoduchých výpočtů můžeme mluvit o nelinearitě (termoelektrický výkon -35 - 32 µV / ° C), přičemž nelinearita charakteristiky by měla být nejmenší. V tomto případě bude chyba měření velmi malá.
Termočlánek může být umístěn ve vzdálené vzdálenosti od samotného zařízení. K tomu je připojen pomocí speciálního kabelu. Samotný kabel je vyroben ze stejných materiálů jako termočlánek. Jediný rozdíl je v průměru.
Výroba tepelného senzoru
Chcete-li vyrobit termočlánek vlastníma rukama, musíte si zakoupit drát z vhodných materiálů. Průměr je zde důležitý, protože na něm závisí chyba měření teploty. Doporučuje se vzít drát menšího průměru, zvláště pokud se mají zkoumat předměty malých rozměrů.
Materiál závisí na teplotním rozsahu, se kterým má pracovat. Nejběžnější možnosti jsou chromel-alumel, měď-konstantan. Samotná výroba spočívá ve vytvoření spoje, slitiny dvou drátů. Často se k tomu používá nějaký zdroj napětí (například autobaterie nebo transformátor).
Další fáze práce jsou následující:
- volné konce krouceného drátu jsou připojeny k jednomu z pólů zdroje napětí;
- výstup je připojen k druhému z pólů, který je navíc spojen s grafitovou tužkou.
Při vzniku elektrického oblouku jsou vodiče termočlánku připojeny. V tomto případě je napětí pro připojení vodičů vybráno experimentem. Optimální hodnota je zpravidla 40-50 V, ale může to být i méně, protože závisí na materiálech a délce výrobku.
Dalším hlavním bodem je dodržování bezpečnostních předpisů. Je velmi důležité nepoužívat příliš vysoké napětí a nedotýkat se obnažených vodičů. Je lepší je izolovat speciální páskou nebo je uzavřít keramickou trubkou.
Jedná se o nejjednodušší a nejdostupnější způsob, jak vyrobit termočlánek pro multimetr vlastníma rukama. Někdy se dráty termočlánku připájejí páječkou. Ale pak budete muset dodatečně zakoupit speciální pájku a dodržovat určité teploty v práci.
