Lämpötila-anturi

Lämpötila-anturi on laite, jonka avulla voidaan arvioida parametrin arvoa ja tarvittaessa siirtää tietoja pitkin ohjauspiiriä.Nykyisin yksittäiset testaajat on varustettu tällaisilla kalusteilla, joiden käyttö on kätevää.Lämpötila-anturit vaihtelevat muotoilussa ja toiminnallisuudessa. Toiset on suunniteltu arvioimaan maidon tilaa, toiset soveltuvat sula metalleihin.

Termometrien historia

Tutkijat ovat eri mieltä siitä, kuka ensin keksi lämpömittarin. Ehdokkaat:

1. Galileo Galilei.
2. Cornelis Drebbel.
3. Robert Flood.
4. Santorio Santorio.

Lisää Philos of Bysantin ja Heron of Alexandria oli tietoinen aineiden muuttuvista ominaisuuksista lämpötilan vaikutuksesta. Erityisesti esi-isät kiinnostavat ilmaa. Huomattakoon, että kun suljetun pullon lämpötila, joka on osittain täytetty vedellä, on väliaineiden erottelun taso. Tämä on paljon kuin nykyaikaiset elohopealaitteet. Galileo Galilei kutsui tämän luokan laitteita - tiedemiehen suunnittelemia termoskooppeja. Ero on mittakaavan puute.

Pakko tunnistaa Robert Fludin edelläkävijä, joka määritti ensimmäisenä vuonna 1638 muutoksen mittauksen. Suunnittelu tuli erittäin onnistuneeksi. Jotain samanlaista käytetään teollisuudessa ja tänään. Vuonna 1613 ja 1611 Santorio Santorio ja Francesco Sagredo ovat jo kokeillut mittakaavaa. Termi "lämpömittari" mainitaan ensimmäisen kerran 1624 La Récréation Mathématique -julkaisussa.

Nopeasti tuli selväksi, että veden laajenemisen lämpökerroin ei ollut korkea, jo vuonna 1654 esiintyi analogi alkoholin kanssa, 1730 mennessä malli sai käytännöllisesti katsoen modernin ulkonäön( Reaumur-fysiikan laajuutta käytetään edelleen Ranskassa).Tutkijat ovat aktiivisesti kokeillut muita nesteitä.Samanaikaisesti työ oli käynnissä mittakaavassa: vuonna 1665 Christian Huygens ehdotti veden kiehumispisteitä ja jäätymispisteitä.

Asteettomuuden aste ei ollut ainoa käsite, kunnes Celsius jakoi edellä mainittujen pisteiden välisen etäisyyden vuonna 1742 sataosaan( alkuperäisessä versiossa veden kiehumispiste oli nolla, 100% jäästä sulanut).Esitetty yksikkö nykyisessä näkymässä.Vuonna 1848 William Thomson( Lord Kelvin) osoitti mahdollisuuden luoda absoluuttinen asteikko, jonka alapuolella lämpötila ei enää laskisi( miinus 273,16 astetta - nolla Kelvin-asteikolla).Suuruusasteet Celsius ja Kelvin ovat yhtä suuret.

Lämpömittarin kokoonpanon lopullinen muoto otettiin vuonna 1714 Daniel Fahrenheitin ansiosta, joka totesi, että lämpölaajenemisen suurin kerroin on ominaista elohopealle. Vuonna 1724 lasinpuhallin tarjosi oman mittakaavansa, laitteen nimi on Ray Bradburyn tarina( veden, suolan ja jään seoksen lämpötila otettiin vertailupisteeksi).Tarina ei pääty tähän, ja vuonna 1999 ilmestyi ensimmäinen ajallinen koskematon lämpömittari. Samankaltaisia ​​käytetään esimerkiksi ruoaksi tarkoitetun maidon tuomiseksi.

Lämpötilan mittaaminen

Mittauksissa käytetään aineiden lämpömetrisiä ominaisuuksia. Se kuulostaa triviaalilta, kuten lause "öljyöljy", mutta tämä on todellisuus. Aineet riippuvat lämpötilasta:

1. Geometriset mitat. Muinaiset mainitsivat mainitun laadun ilmassa ja vedessä.Nykymaailmassa käytetään useammin kahden erilaisen metallin eri lämpölaajenemiskykyä.Ne on liitetty liuskaan, "takaisin taaksepäin", anturi on osoittautunut. Lämpömittaria kutsutaan bimetalliksi. Samanlaiset ominaisuudet parissa osoittavat esimerkiksi raudan ja sinkin. Kaksi nauhaa, jotka on yhdistetty niitit yhteen, taivutetaan kuumennettaessa.
2. Sähkövastus. Laatua käytetään aktiivisesti puolijohdeteknologiassa. Kaikkiin halpiin jääkaappeihin, joissa on epätäsmällistä käyttää lämpöparia, toimitetaan vastaavat vastukset. Omaisuus toimii käytännössä.Materiaalien ominaisuudet ovat tietenkin erilaisia, parametrien muutosnopeus ei ole sama.
3. Sähkömoottori. Tutkijat ovat havainneet, että yksittäiset puolijohteet pystyvät muodostamaan potentiaalin kuumennettaessa. Samankaltaisia ​​ominaisuuksia kuvaavat mineraalit. Esimerkiksi kuuluisa turmaliini, joka on nimetty sen kyvystä houkutella tuhkaa( kuumennettaessa kiteen pinta sai maksun, joka aiheutti määritetyn ilmiön).
4. Säteilyspektri. Kylmään ympäristöön sijoitettu elin lähettää sähkömagneettisia aaltoja. Säteilytiheyden kaaviossa näyttää siltä, ​​että kuoppa, jonka kärki on siirtynyt vasemmalle. Mitä korkeampi lämpötila on, sitä voimakkaampi vuoristo siirtyy taajuusasteeseen. Esimerkiksi aurinko on niin kuuma, että aurinkosäteilyn enimmäismäärä putoaa näkyvälle spektrille vihreällä alueella. Samoin seppä näkee punaista kuumaa metallia muuttavia sävyjä, kun turkikset puhaltavat tulipalon. Spektriset lämpömittarit mahdollistavat etämittauksen.

Lämpömittarien laajennettu luokittelu

Tee varauma, että tarkastelun yhteydessä emme erota pyrometrejä aiheista. Tämä on hieman erilainen laite, jota käytetään aktiivisesti samankaltaisiin tarkoituksiin kuin lämpötila-anturit. Niinpä on tapana erottaa toisistaan:

• Expansion-lämpömittarit. Perustuu elinten kykyyn muuttaa geometrisia mittoja:

1. Lasi-nestemäiset lämpömittarit - ikkunan ulkopuolella. Jo harkitut lämpötila-anturit. Elohopeaa käytetään usein nesteenä useista syistä: se säilyttää aggregaation tilan monissa erilaisissa ympäristöolosuhteissa, ei kastele lasia ja se on helppo erottaa luonnollisista komponenteista. Haittapuolia ovat toksisuus, pieni lämpötilan laajenemiskerroin ja jäätyminen jo 35 ° C: ssa. Tämä muistuttaa alkoholin lämpömittareiden eduista.
2. -mittarilämpömittarit perustuvat aineen höyrynpaineen lämpötilariippuvuuteen työkammiossa. Tällaisia ​​järjestelmiä voidaan helposti käyttää vanhojen jääkaappien termostaateina, joissa ei ole elektroniikkaa. Plussat: järjestelmä ei tarvitse sähkövirtaa, mikä yksinkertaistaa laitteen suunnittelua. Nämä lämpötila-anturit sijaitsevat höyrystimen alueella säätimeen( jäähdytysosastoon sijoitettu) olevan putken kautta, jossa on rele.

• Lämpömittarit ja vastuslämpömittarit sisältävät lämpöparit ja termistorit. Tämä on hackneyed aihe, koskettakaamme hieman alle. Näihin lämpötila-antureihin käytetyt materiaalit ovat metalleja, puolijohteita ja muita jaksollisen taulukon luokkia.

-lämpömittari-mallit

Laite, joka näyttää kahden median välisen liitännän, on tunnustettu ensimmäiseksi ja yleisimmin käytetyksi arkielämässä.Tämä ei ole ainoa malli. Aiemmin käytetyt lämpömittarit. Tämä koostui onttaisesta platinapallosta, joka oli osittain täytetty elohopealla ja kapillaarireiällä pohjassa. Mitä korkeampi lämpötila nousi, sitä enemmän pallo ilmaa laajeni. Tämän seurauksena enemmän elohopeapisaroita lähti ulos. Tämän seurauksena tasapaino syntyi, lämpötila arvioitiin jäljellä olevan massan mukaan.

Vertailuna käytetään platinaa kestävää lämpömittaria( 13,81 - 903,89 astetta Kelvin) ja germaniumia käytetään alle( enintään 4,2 K).Määritetyn rajan yläpuolella on jo käytetty platinaa. Lopuksi kvasi-monokromaattista pyrometriä käytetään yli 1337,58 asteen Kelvinin. Näiden työkalujen avulla saatiin tietoa maailmasta. On loogista käyttää näitä laitteita taivutukseen. Kvaasi-monokromaattinen pyrometri toimii jo spektrin arvion perusteella, eikä sillä ole mitään yhteyttä resistenssiin.6300 K: n lämpötilassa suurin osa seoksista on jo vedetty höyryyn, ja mikroaaltosäteilyn pyrometrejä käytetään edellä mainitun merkin yläpuolella ja jopa 100 000 K.

Kvaasi-monokromaattisen optisen pyrometrin rakentamisen toimintaperiaate perustuu tutkittavan elimen spektrin vertaamiseen vertailuveden( volframi) hehkulan spektriin. Laitteessa on linssi, etsin on varustettu suodattimella, joka lähettää pääasiassa näkyvän aallon spektrin. On mahdollista säätää langan lämmitystä reostaatilla, jotta se näkyy tutkittavan kehon taustalla. Kun esineet tulevat erottamattomiksi( yhdistyvät), saavutetaan haluttu volframilämpötila. Tarkkuus riippuu voimakkaasti kokeilijasta: menetelmä on värin sokeuden vastaistaLankan sulamispiste rajoittaa mittauksen ylärajan.

Muut kvasi-monokromaattiset pyrometrit, jotka käyttävät suodattimia, erottavat spektrin komponentteja. Esimerkiksi punainen ja sininen, ja sitten niiden intensiteetti määrittävät lämpötilan. Fotometrisiä antureita käytetään jo tässä: tuleva valo muuttaa puolijohdemateriaalien ominaisuuksia. Tunnetut laitteet, jotka arvioivat koko päästöalueen. Puhumme integraalisesta kirkkaudesta, kun kohteen kuva on keskitetty herkälle elementille.

4,2 K-pisteen alapuolella käytetään useita vertailukohtia. Ultralow-lämpötiloissa 0,01 - 0,8 K käytetään aineen magneettisen herkkyyden riippuvuutta lämmitysasteesta( on sopivampaa puhua jäähdytyksestä).Muualla alueella käytetään tyydyttyneen heliumhöyryn( 3 ja 4) paineen riippuvuutta.

Edellisessä osassa lueteltujen periaatteiden lisäksi tunnetaan vaihtoehtoja, joita ei käytetä jokapäiväisessä elämässä.Jos et ota huomioon laitteita rakennusteemasta. Puhumme nyt lämpökuvista, joissa käytetään yleistä maastoa. Tässä suhteessa laitteet muistuttavat optisia pyrometrejä.Silmänrakentaja löytää alueet, jotka ovat hyvin häiritseviä kokonaiskuvasta, ryhtyvät asianmukaisiin korjaaviin toimenpiteisiin. Jäljellä oleva kuvaaja toimii valoherkkien elementtien matriisin perusteella. Laite ei sisällä lämpötilan mittausta( vain laadullinen arviointi).

Emme aio puhua termopareista ja vastuksista, useimpien lukijoiden tiedot ovat jo tiedossa. Mainitsemme vain, että päivittäisessä elämässä käytetään usein kahta laiteluokkaa. Sisältää edellä mainittujen testien koettimet. Vastuksen lämpötilariippuvuus on yleensä lineaarinen, kulma riippuu materiaalista. Termoelementtien osalta anturit koostuvat kahdesta eri puolijohteesta. Lämpötilan muutos johtaa rakenteen muodostumisen mahdollisuuksien muodostumiseen.

Nykyisin elementtianturit sisältyvät usein mikrosirujen koostumukseen. Tämä ei ole uutinen siitä, että integroituja ratkaisuja on paljon helpompi käyttää.Samoin liiketunnistimella on elektroninen täyttö alkuperäisen signaalin vahvistamiseksi hyväksyttävään arvoon. Anna integroitujen lämpötila-anturien ja muiden toimintojen ominaisuudet. Lämpötilan mittausperiaatteet ovat harvat, jos et ota huomioon eksoottista, koska magneettinen herkkyys, ne ovat kaikki yksinkertaisia. Esimerkiksi kodinkoneissa käytetään usein bimetallilevyjä.