Temperatūros jutiklis

Temperatūros jutiklis - tai įtaisas, leidžiantis įvertinti parametro vertę ir, jei reikia, perduoti informaciją toliau per valdymo grandinę.Šiandien individualūs testeriai yra aprūpinti tokiais įrenginiais, kurie leidžia patogiai naudotis. Temperatūros jutikliai skiriasi pagal dizainą ir funkcionalumą.Kiti skirti įvertinti pieno būklę.

Termometrų istorija

Mokslininkai nesutinka, kas pirmiausia išrado termometrą.Kandidatai į vaidmenį:

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

Daugiau iš Bizantijos ir Herono Aleksandrijos filų žinojo apie besikeičiančias medžiagų savybes esant temperatūrai. Visų pirma, senovės žmonės domisi oru. Pastebėta, kad kai uždarytos kolbos, iš dalies pripildytos vandeniu, temperatūra, medijos judesių atskyrimo lygis. Tai labai panašus į šiuolaikinius gyvsidabrio įtaisus.„Galileo Galilei“ vadino šios klasės prietaisą - mokslininkas sukūrė termoskopus. Skirtumas yra masto trūkumas.

Priverstas atpažinti Roberto Fludo pradininką, kuris pirmą kartą kiekybiškai įvertino permainų matavimą 1638 m. Dizainas buvo labai sėkmingas. Kažkas panašaus yra naudojamas pramonėje ir šiandien.1613 ir 1611 m. Santorio Santorio ir Francesco Sagredo jau eksperimentavo su šiuo mastu. Terminas "termometras" pirmą kartą paminėtas 1624 m. La Récréation Mathématique leidime.

Greitai paaiškėjo, kad šiluminis vandens plėtimosi koeficientas nebuvo aukštas, jau 1654 m. Atsirado analogas su alkoholiu, o iki 1730 m. Mokslininkai aktyviai eksperimentavo su kitais skysčiais. Tuo pačiu metu vyko darbas skalėje: 1665 m. Christian Huygens pasiūlė standartinius vandens virimo taškus ir užšalimo taškus.

Nebuvo nė vienos laipsnio laipsnio sąvokos, kol 1742 m. Celsijaus atstumas tarp dviejų pirmiau minėtų taškų suskirstė į šimtą vienodą dalį( pradinėje versijoje vandens virimo temperatūra buvo nulinė, 100% ledo ištirpsta).Esamas rodinys rodomas dabartiniame rodinyje.1848 m. Williamas Thomsonas( Viešpats Kelvinas) įrodė galimybę sukurti absoliučią skalę su nuliu, žemiau kurio temperatūra nebebūtų sumažėjusi( minus 273,16 laipsnių Celsijaus - nulis Kelvino skale).Celsijaus ir Kelvino laipsniai yra lygūs.

Galutinė termometro sudėties forma užėmė 1714 m., Dėka Daniel Fahrenheit, kuris nustatė, kad didžiausias šiluminio plėtimosi koeficientas pasižymi gyvsidabriu.1724 m. Stiklo valytuvas pasiūlė savo skalę, prietaiso pavadinimas yra Ray Bradbury istorija( vandens, druskos ir ledo mišinio temperatūra buvo laikoma atskaitos tašku).Istorija nesibaigia, o 1999 m. Pasirodė pirmasis laikinas nesiliečiantis termometras. Panašūs naudojami, pavyzdžiui, maistui skirtas pienas.

Kaip matuoti temperatūrą

Matavimui naudojamos medžiagų termometrinės savybės. Tai skamba triviška, kaip ir frazė „aliejus riebiai“, bet tai yra realybė.Medžiagos priklauso nuo temperatūros:

1. Geometriniai matmenys. Minėtą kokybę pažymėjo senovės žmonės oro ir vandens pavyzdžiu.Šiandieniniame pasaulyje dažniau naudojamas dviejų skirtingų metalų terminio plėtimosi gebėjimas. Jie yra prijungti juostelėje, „atgal į atgal“, pasirodo jutiklis. Termometras vadinamas bimetaliu. Panašios savybės poroje rodo, pavyzdžiui, geležį ir cinką.Abi juostelės, sujungtos kniedėmis, sulenkiamos šildant.
2. elektrinis atsparumas. Kokybė aktyviai naudojama puslaidininkių technologijoje. Visi pigūs šaldytuvai, kuriuose yra neracionalu naudoti termoporą, tiekiami panašiais atsparumais. Turtas veikia praktiškai.Žinoma, medžiagų savybės yra skirtingos, parametrų keitimo greitis nėra tas pats.
3. Elektrotechninė jėga. Mokslininkai nustatė, kad atskiri puslaidininkiai gali suformuoti potencialą šildant. Panašios savybės pasižymi mineralais. Pavyzdžiui, garsus turmalinas, pavadintas dėl gebėjimo pritraukti pelenus( kai šildomas, kristalo paviršius įgijo mokestį, kuris sukėlė nurodytą reiškinį).
4. spinduliuotės spektras.Šaltoje aplinkoje esantis kūnas skleidžia elektromagnetinio pobūdžio bangas. O spinduliuotės tankio diagramoje atrodo, kad kuplas su viršūnėmis nukreiptas į kairę.Kuo aukštesnė temperatūra, tuo stipresnis kalnas yra perkeliamas į dažnio skalę.Pavyzdžiui, saulė yra tokia karšta, kad didžiausia saulės spinduliuotė patenka į matomą spektrą žalioje zonoje. Panašiai kalvė mato raudoną karštą metalą besikeičiančius atspalvius, o kailiai užsidega ugnį.Spektriniai termometrai leidžia atlikti nuotolinius matavimus.

išplėstas termometrų klasifikavimas

Padarykime išlygas, kad per peržiūros sritį pirometrai neatskiriami nuo temos. Tai šiek tiek kitokia klasė, aktyviai naudojama panašiems tikslams kaip temperatūros jutikliai. Taigi, įprasta atskirti:

• išplėtimo termometrus. Remiantis įstaigų gebėjimu pakeisti geometrinius matmenis:

1. stiklo skysčio termometrai - už lango. Jau svarstomi temperatūros jutikliai. Gyvsidabris dažnai naudojamas kaip skystis dėl kelių priežasčių: jis išsaugo agregacijos būklę įvairiose aplinkos sąlygose, nedrėkina stiklo ir yra lengvai išgaunamas iš natūralių komponentų.Trūkumai yra toksiškumas, nedidelis temperatūros didėjimo ir užšalimo koeficientas jau minus 35 laipsnių Celsijaus. Tai primena alkoholio termometrų privalumus.
2. matuoklio termometrai yra pagrįsti temperatūros priklausomybe nuo garų slėgio darbinėje kameroje. Tokios sistemos yra lengvai naudojamos kaip senų šaldytuvų termostatai, kuriuose nėra elektronikos. Argumentai "už": sistemai nereikia elektros energijos tiekimo, o tai labai supaprastina prietaiso konstrukciją.Šie temperatūros jutikliai yra garintuvo srityje, per vamzdelį, prijungtą prie valdiklio( esančio šaldymo skyriuje), kur yra relė.

• Termometriniai jutikliai ir atsparumo termometrai apima termoporas ir termistorius. Tai yra nulemta tema, palieskime šiek tiek žemiau.Šiems temperatūros jutikliams naudojamos medžiagos yra metalai, puslaidininkiai ir kitos periodinės lentelės klasės.

termometras

Prietaisas, rodantis sąsają tarp dviejų laikmenų, yra pripažįstamas kaip pirmasis ir plačiausiai naudojamas kasdieniame gyvenime. Tai ne vienintelis modelis. Anksčiau naudojami svorio termometrai. Tai susideda iš tuščiavidurio platinos rutulio, iš dalies pripildyto gyvsidabrio ir kapiliarinės skylės apačioje. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo didesnė oro sfera. Dėl to išnyko daugiau gyvsidabrio lašelių.Dėl to atsirado pusiausvyra, temperatūra buvo vertinama pagal likusią masę.

Terminalas su platinos atsparumu naudojamas kaip atskaitos taškas( nuo 13,81 iki 903,89 Kelvino laipsnių), o germanio - žemiau( iki 4,2 K).Virš nurodytos ribos jau naudojamas platinos kiekis. Galiausiai kvazimonochrominis pirometras yra naudojamas virš 1337,58 laipsnių Kelvino.Šių įrankių pagalba gauti duomenys apie pasaulį.Tai logiška naudoti šiuos įtaisus dervavimui. Kvazimonochromatinis pirometras jau veikia remiantis spektro įvertinimu, jis neturi jokio ryšio su atsparumu.6300 K temperatūroje daugelis lydinių jau įsiurbiami į garą, o mikrobangų spinduliuotės pirometrai naudojami virš pirmiau minėto ženklo ir iki 100 000 K.

Kvazimonochromatinio optinio pirometro konstrukcijos veikimo principas yra pagrįstas tiriamo kūno spektro palyginimu su etaloninio( volframo) gijos spektru.Įrenginyje yra objektyvas, vaizdo ieškiklis turi filtrą, kuris perduoda daugiausia matomą bangų spektrą.Galima reguliuoti sriegio kaitinimą reostatu, kad matytumėte jį tiriamo kūno fone. Kai objektai tampa neatsiejami( sujungiami), pasiekiama norima volframo temperatūra. Tikslumas labai priklauso nuo eksperimento: metodas yra priešingumas spalvų aklumuiViršutinę matavimo ribą riboja verpalų lydymosi temperatūra.

Kiti kvazimonochrominiai pirometrai, naudojantys filtrus, atskiria kai kuriuos spektro komponentus. Pavyzdžiui, raudona ir mėlyna, o tada jų intensyvumas nustato temperatūrą.Fotometriniai jutikliai čia jau naudojami: šviesos spinduliavimas keičia puslaidininkių medžiagų savybes.Žinomi įrenginiai, įvertinantys visą emisijos diapazoną.Kalbame apie vientisumą, kai objekto vaizdas sutelkiamas į jautrų elementą.

Žemiau 4,2 K taško taikomos kelios atskaitos skalės. Dėl ultravioletinių temperatūrų nuo 0,01 iki 0,8 K naudojama cheminės medžiagos magnetinio jautrumo priklausomybė nuo šildymo laipsnio( geriau kalbėti apie aušinimą).Likusioje diapazone naudojamos sočiųjų helio garų( 3 ir 4) slėgio priklausomybės.

Be ankstesniame skyriuje išvardytų principų, žinomos alternatyvos, kurios nėra naudojamos kasdieniame gyvenime. Jei neatsižvelgiate į įrenginio konstrukcijos temą.Dabar kalbame apie šiluminius vaizduotojus, kuriuose naudojamas vizualinis viso vietovės įvertinimas.Šiuo atžvilgiu prietaisai primena optinius pirometrus. Tiesiog akis statantis darbuotojas pastebi sritis, kurios labai trikdo bendrą vaizdą, imasi tinkamų korekcinių priemonių.Likusi vaizduoklio dalis veikia pagal šviesai jautrių elementų matricą.Į prietaisą neįeina temperatūros matavimas( tik kokybinis įvertinimas).

Mes neketiname kalbėti apie termoporas ir varžas, informacija daugumai skaitytojų jau žinoma. Tik paminėti, kad kasdieniame gyvenime dažnai naudojamos dvi prietaisų klasės.Įskaitant pirmiau minėtų testerių zondus. Atsparumo temperatūrai priklausomybė paprastai yra linijinė, kampas priklauso nuo medžiagos. Kaip termoporos, jutikliai susideda iš dviejų skirtingų puslaidininkių.Temperatūros pokytis lemia struktūros susidarymo potencialą.

Šiandien elementiniai jutikliai dažnai yra įtraukti į mikroschemų sudėtį.Tai nėra naujiena, kad integruoti sprendimai yra daug lengviau naudojami. Panašiai judesio jutiklis tiekiamas su elektroniniu užpildu, kad pradinis signalas būtų padidintas iki priimtinos vertės.Įveskite integruotų temperatūros jutiklių ir kitų funkcijų galimybes. Temperatūros matavimo principai yra nedideli, jei neatsižvelgiate į egzotišką, kaip magnetinį jautrumą, jie visi yra paprasti. Buitiniuose prietaisuose, pavyzdžiui, dažnai naudojamos bimetalinės plokštės.