Die meisten Heiz- und Messmittel, die wir im täglichen Leben verwenden, erfordern den Einsatz spezieller Bedienelemente. Solche Regler (Thermoelemente) schützen Geräte vor Überhitzung und Beschädigung. Das Thermoelement kann sowohl für kleine Heimmessungen als auch für Laborexperimente verwendet werden. Dazu müssen Sie nicht speziell in Geschäften danach suchen. Sie können sein Gerät verstehen und mit Ihren eigenen Händen ein Thermoelement für ein Multimeter herstellen.
Inhalt
- Beschreibung und Eigenschaften
- Arbeitsprinzip
- Herstellung eines Thermosensors
Beschreibung und Eigenschaften
Ein Thermoelement ist ein Gerätbestehend aus zwei verschiedenen Leitern, die an einer oder mehreren Stellen durch Ausgleichsdrähte verbunden sind. Wenn an einem Ende des Drahtes die Temperatur gemessen wird, entsteht am anderen eine Spannung von einem bestimmten Wert und einer bestimmten Stärke. Dieses Gerät dient der Temperaturregelung sowie der Umwandlung von Temperatur in elektrischen Strom.
Der Thermosensor ist recht günstig. Dieses Gerät ist ziemlich Standard und misst einen breiten Temperaturbereich. Einziges Manko bei der Bedienung des Elements ist die Ungenauigkeit, die bis zu 1 °C betragen kann, was für solche Werte viel ist.
Ein Thermoelement zu Hause herzustellen ist einfach. Es muss nur daran erinnert werden, dass diese Geräte aus speziellen Legierungen hergestellt werden, daher kann eine vorhersehbare und stabile Beziehung zwischen Spannung und Temperatur verfolgt werden.
Es gibt verschiedene Arten von Sensoren. Sie werden nach der Art der für die Legierung verwendeten Metalle klassifiziert:
- Chromel - Alumel;
- Platin Rhodium - Platin.
Die Anwendungsumgebung hängt auch von der Zusammensetzung ab, da solche Controller sowohl in Wissenschaft und Industrie als auch zu Hause verwendet werden - für Kessel, Lautsprecher, Öfen.
Arbeitsprinzip
Thermoelement ist der beliebteste Temperatursensork, das 1822 vom deutschen Physiker Thomas Seebeck entdeckt wurde. Aus diesem Grund wird das Funktionsprinzip eines solchen Elements oft als Seebeck-Effekt bezeichnet.
In Büchern und Lehrbüchern wird dieser Effekt wie folgt beschrieben: Wenn die Verbindungsstellen von Leitern nicht identische Temperaturen haben, dann zwischen ihnen bildet sich eine elektrische Kraft (Thermokraft), deren Wert proportional zur Temperaturdifferenz ist Anhaftungen.
Hervorzuheben ist hier, dass die Temperaturdifferenz berücksichtigt werden sollte und nicht irgendein Indikator. Wenn beide Verbindungsstellen die gleiche Temperatur haben, erscheint die thermoelektrische Leistung außerdem nicht im Stromkreis.
Bevor Sie mit der Herstellung des Temperatursensors beginnen, Sie müssen alle Materialien und Werkzeuge vorbereiten. Thermoelement-Elektroden bestehen aus unterschiedlichen Materialien, für deren Auswahl Sie die Art des Produkts und den Anwendungsbereich bestimmen müssen.
Die Arten von Temperatursensoren werden mit Buchstaben des lateinischen Alphabets bezeichnet und haben ihre eigenen Eigenschaften. So besteht beispielsweise das beliebte TYPE K-Modell aus einer Chromel-Alumel-Legierung und hat einen Messbereich von 200-1200 °C. Nach einfachen Berechnungen können wir über Nichtlinearität sprechen (thermoelektrische Leistung -35 - 32 µV / ° C), während die Nichtlinearität der Kennlinie am geringsten sein sollte. In diesem Fall ist der Messfehler sehr klein.
Das Thermoelement kann in einiger Entfernung vom Gerät selbst angebracht werden. Dazu wird es mit einem speziellen Kabel verbunden. Das Kabel selbst besteht aus den gleichen Materialien wie das Thermoelement. Der einzige Unterschied besteht im Durchmesser.
Herstellung eines Thermosensors
Um ein Thermoelement mit eigenen Händen herzustellen, müssen Sie einen Draht aus geeigneten Materialien kaufen. Der Durchmesser ist hier wichtig, da davon der Temperaturmessfehler abhängt. Es wird empfohlen, einen Draht mit kleinerem Durchmesser zu nehmen, insbesondere wenn Objekte mit kleinen Abmessungen untersucht werden sollen.
Das Material hängt von dem Temperaturbereich ab, mit dem es arbeiten soll. Die gängigsten Optionen sind Chromel-Alumel, Kupfer-Konstantan. Die Herstellung selbst besteht darin, eine Verbindung herzustellen, eine Legierung aus zwei Drähten. Oft wird dafür eine Art Spannungsquelle verwendet (zum Beispiel eine Autobatterie oder ein Transformator).
Die weiteren Arbeitsschritte sind wie folgt:
- die freien Enden des verdrillten Drahtes sind mit einem der Pole der Spannungsquelle verbunden;
- der Ausgang ist mit dem anderen der Pole verbunden, der zusätzlich mit einem Graphitstift verbunden ist.
Wenn ein Lichtbogen auftritt, werden die Thermoelementdrähte verbunden. In diesem Fall wird die Spannung zum Anschließen der Drähte experimentell ausgewählt. In der Regel beträgt der optimale Wert 40-50 V, kann jedoch auch niedriger sein, da dies von den Materialien und der Länge des Produkts abhängt.
Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Einhaltung der Sicherheitsvorschriften. Es ist sehr wichtig, keine zu hohe Spannung zu verwenden oder freiliegende Drähte zu berühren. Es ist besser, sie mit Spezialband zu isolieren oder mit einem Keramikrohr zu verschließen.
Dies ist die einfachste und kostengünstigste Möglichkeit, ein Thermoelement für ein Multimeter mit Ihren eigenen Händen herzustellen. Manchmal werden Thermoelementdrähte mit einem Lötkolben gelötet. Dann müssen Sie aber zusätzlich ein spezielles Lot kaufen und bestimmte Temperaturen bei der Arbeit einhalten.
