צמד תרמי למולטימטר: מאפיינים ועקרונות הפעולה, בחירת חומרים וייצור עשה זאת בעצמך

רוב פריטי החימום והמדידה בהם אנו משתמשים בחיי היומיום דורשים שימוש באלמנטים מיוחדים בקרה. בקרים כאלה (צמדים תרמיים) מגנים על מכשירים מפני התחממות יתר ונזק. ניתן להשתמש בצמד התרמי גם למדידות ביתיות קטנות וגם לניסויי מעבדה. כדי לעשות זאת, אתה לא צריך לחפש אותו במיוחד בחנויות. אתה יכול להבין את המכשיר שלו וליצור צמד תרמי למולטימטר במו ידיך.

תיאור ומאפיינים

צמד תרמי הוא מכשירמורכב משני מוליכים שונים המחוברים בנקודה אחת או יותר על ידי חוטי פיצוי. כאשר מודדים את הטמפרטורה בקצה אחד של החוט, נוצר מתח בעל ערך וחוזק מסוימים בקצה השני. מכשיר זה משמש לשליטה בטמפרטורה וכן להמרת טמפרטורה לזרם חשמלי.

החיישן התרמי הוא די זול. מכשיר זה די סטנדרטי ומודד מגוון רחב של טמפרטורות. החיסרון היחיד בפעולת האלמנט הוא חוסר הדיוק, שיכול להיות עד 1 מעלות צלזיוס, וזה הרבה עבור ערכים כאלה.

קל להכין צמד תרמי בבית. זה רק הכרחי לזכור כי מכשירים אלה נוצרים מסגסוגות מיוחדות, ולכן, ניתן לעקוב אחר מערכת יחסים צפויה ויציבה בין מתח וטמפרטורה.

ישנם סוגים שונים של חיישנים. הם מסווגים לפי סוג המתכות המשמשות לסגסוגת:

1. כרומל - אלומל;
2. פלטינה רודיום - פלטינה.

סביבת היישום תלויה גם בהרכב, כי בקרים כאלה משמשים הן במדע והן בתעשייה, ובבית - עבור דוודים, רמקולים, תנורים.

עקרון הפעולה

צמד תרמי הוא החיישן התרמי הפופולרי ביותרk, אשר התגלה בשנת 1822 על ידי הפיזיקאי הגרמני תומס סיבק. לכן עקרון הפעולה של אלמנט כזה נקרא לעתים קרובות אפקט Seebeck.

בספרים ובספרי לימוד, השפעה זו מתוארת באופן הבא: אם לצמתים של מוליכים יש טמפרטורות לא זהות, אז נוצר ביניהם כוח חשמלי (thermopower), שערכו פרופורציונלי להפרש הטמפרטורה הידבקויות.

יש להדגיש כאן כי יש לקחת בחשבון את הפרש הטמפרטורה, ולא כל אינדיקטור כלל. בנוסף, אם לשני הצמתים יש אותה טמפרטורה, ההספק התרמו-אלקטרי לא יופיע במעגל.

לפני שתמשיך בייצור חיישן הטמפרטורה, אתה צריך להכין את כל החומרים והכלים. אלקטרודות צמד תרמי מורכבות מחומרים לא דומים, לבחירתם אתה צריך לקבוע את סוג המוצר ואת היקף השימוש.

סוגי חיישני הטמפרטורה מסומנים על ידי אותיות האלפבית הלטיני ויש להם מאפיינים משלהם. לדוגמה, הדגם הפופולרי TYPE K מורכב מסגסוגת כרומל-אלומל ובעל טווח מדידה של 200-1200 מעלות צלזיוס. לאחר שעשינו חישובים פשוטים, אנו יכולים לדבר על אי-ליניאריות (הספק תרמו-חשמלי -35 - 32 µV / ° C), בעוד שהאי-ליניאריות של המאפיין צריכה להיות הנמוכה ביותר. במקרה זה, טעות המדידה תהיה קטנה מאוד.

ניתן למקם את הצמד התרמי במרחק מרוחק מהציוד עצמו. לשם כך, הוא מחובר באמצעות כבל מיוחד. הכבל עצמו עשוי מאותם חומרים כמו הצמד התרמי. ההבדל היחיד הוא בקוטר.

ייצור חיישן תרמי

כדי ליצור צמד תרמי במו ידיך, עליך לרכוש חוט מחומרים מתאימים. הקוטר חשוב כאן, מכיוון ששגיאת מדידת הטמפרטורה תלויה בו. מומלץ לקחת חוט בקוטר קטן יותר, במיוחד אם יש לבחון חפצים בעלי ממדים קטנים.

החומר תלוי בטווח הטמפרטורות איתו הוא אמור לעבוד. האפשרויות הנפוצות ביותר הן כרומל-אלומל, נחושת-קונסטנטן. הייצור עצמו מורכב מיצירת חיבור, סגסוגת של שני חוטים. לעתים קרובות, סוג כלשהו של מקור מתח משמש עבור זה (לדוגמה, מצבר רכב או שנאי).

שלבי עבודה נוספים הם כדלקמן:

1. הקצוות החופשיים של החוט המעוות מחוברים לאחד הקטבים של מקור המתח;
2. הפלט מחובר לשני הקטבים, המחובר בנוסף לעיפרון גרפיט.

כאשר מתרחשת קשת חשמלית, חוטי הצמד התרמי מחוברים. במקרה זה, המתח לחיבור החוטים נבחר על ידי ניסוי. ככלל, הערך האופטימלי הוא 40-50 V, אבל זה עשוי להיות פחות, שכן זה תלוי בחומרים ובאורך המוצר.

נקודה מרכזית נוספת היא עמידה בתקנות הבטיחות. חשוב מאוד לא להשתמש במתח גבוה מדי או לגעת בחוטים חשופים. עדיף לבודד אותם עם סרט מיוחד או לסגור אותם עם צינור קרמי.

זוהי הדרך הקלה והזולה ביותר ליצור צמד תרמי למולטימטר במו ידיך. לפעמים חוטי הצמד התרמי מולחמים עם מלחם. אבל אז תצטרך בנוסף לרכוש הלחמה מיוחדת ולהקפיד על טמפרטורות מסוימות בעבודה.