Temperaturføler

Temperaturføler er en enhet som gjør det mulig å evaluere verdien av en parameter og om nødvendig overføre informasjon videre langs styrekretsen. I dag er individuelle testere utstyrt med denne type armaturer, som gjør bruk praktisk. Temperatur sensorer varierer i design og funksjonalitet. Andre er laget for å vurdere tilstanden til melk, andre er egnet for smeltede metaller.

Historie av termometre

Forskere er uenige om hvem som først oppfunnet termometeret. Kandidater for rollen:

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

Mer Philo of Byzantine and Heron of Alexandria var klar over stoffets skiftende egenskaper under påvirkning av temperatur. Spesielt de eldre interessert i luften. Det legges merke til at når temperaturen i den forseglede kolben, delvis fyllt med vann, beveger nivået på utskillelsen av mediet. Dette ligner veldig på moderne kvikksølvutstyr. Galileo Galilei kalte oppfinneren av denne klassen av enheter - forskeren designet termoskoper. Forskjellen er mangel på skala.

Tvunget til å gjenkjenne pioneren til Robert Flud, som var den første som kvantifiserte måling av skiftet i 1638.Designet kom ut svært vellykket. Noe lignende brukes i industrien og i dag. I 1613 og 1611 har Santorio Santorio og Francesco Sagredo allerede eksperimentert med skalaen. Begrepet "termometer" er først nevnt i 1624 La Récréation Mathématique-utgaven.

Det ble raskt klart at den termiske koeffisienten av vannutvidelsen ikke var høy, allerede i 1654 viste en analog med alkohol, i 1730 oppnådde designet et praktisk talt utseende( omfanget av Reaumur-fysikken er fortsatt brukt i Frankrike).Forskere har aktivt eksperimentert med andre væsker. Parallelt ble det pågår arbeid på skalaen: I 1665 foreslo Christian Huygens standard kokepunkt og frysepunkt for vann.

Det var ikke en eneste oppfatning av graden av grader før 1742 delte Celsius avstanden mellom de to punktene nevnt ovenfor i hundre like deler( i den opprinnelige versjonen ble vannkokingpunktet tatt som null, 100% issmeltet).Viste enhet i den nåværende visningen. I 1848 viste William Thomson( Lord Kelvin) muligheten til å skape en absolutt skala med null under hvilken temperaturen ikke lenger ville falle( minus 273.16 grader Celsius - null på Kelvin-skalaen).Størrelsen grader Celsius og Kelvin er like.

Den endelige form av sammensetningen av termometeret tok i 1714, takket være Daniel Fahrenheit, som fastslår at maksimal koeffisient for termisk ekspansjon er preget av kvikksølv. I 1724 tilbød glassblåseren sin egen skala, navnet på enheten er Ray Bradburys historie( temperaturen på en blanding av vann, salt og is ble tatt som referansepunkt).Historien slutter ikke der, og i 1999 oppstod det første tidsmessige ikke-kontakttermometeret. Lignende brukes for eksempel til å hente opp melken beregnet på mat.

Hvordan måle temperatur

Termometriske egenskaper av stoffer brukes til målinger. Det høres trivielt ut, som uttrykket "oljeolje", men dette er virkeligheten. Stoffene avhenger av temperatur:

1. Geometriske dimensjoner. Den nevnte kvaliteten ble notert av de gamle på eksempelet med luft og vann. I dagens verden brukes muligheten til ulike termiske utvidelser av to forskjellige metaller, oftere. De er koblet i en stripe, "tilbake til baksiden", det viser seg sensoren. Termometeret kalles bimetallisk. Lignende egenskaper i et par show, for eksempel jern og sink. De to strimlene, som sammenføyes av nagler sammen, vil bøyes når de blir oppvarmet.
2. elektrisk motstand. Kvalitet brukes aktivt i halvlederteknologi. Alle billige kjøleskap, der det er irrasjonelt å bruke termoelement, leveres med lignende motstander. Eiendommen fungerer i praksis. Selvfølgelig er egenskapene til materialer forskjellige, endringsgraden av parametere er ikke den samme.
3. Elektromotorisk kraft. Forskere har oppdaget at individuelle halvledere er i stand til å danne et potensial ved oppvarming. Lignende egenskaper er preget av mineraler. For eksempel, den berømte turmalinen, oppkalt etter sin evne til å tiltrekke seg aske( når den oppvarmes, oppnådde krystalloverflaten en ladning som forårsaket det angitte fenomenet).
4. Strålingsspektrum. En kropp plassert i et kaldt miljø utsender bølger av elektromagnetisk natur. Og på grafen av strålingstetthet, ser det ut som en pukkel med et toppunkt skiftet til venstre. Jo høyere temperaturen er, desto sterkere er fjellet skiftet opp i frekvensskalaen. For eksempel er solen så varm at maksimal solstråling faller på det synlige spektret i det grønne området. På samme måte ser en smed red-hot metal skiftende nyanser mens pelsen vifter brannen. Spektrale termometre tillater eksterne målinger.

Utvidet klassifisering av termometre

La oss gjøre en reservasjon for at vi ikke skiller pyrometre fra emner innenfor rammen av denne vurderingen. Dette er en litt annen klasse enheter, brukes aktivt til lignende formål som temperatursensorer. Så det er vanlig å skille mellom:

• Ekspansjonstermometre. Basert på kroppens evne til å endre geometriske dimensjoner:

1. Glass flytende termometre - utenfor vinduet. Allerede vurdert temperaturfølere. Kviksølv brukes ofte som en væske av flere grunner: det bevarer aggregattilstanden i en rekke miljøforhold, vasker ikke glasset og blir lett ekstraheret fra naturlige komponenter. Ulempene er toksisitet, en liten temperaturutvidelseskoeffisient og frysing allerede ved minus 35 grader Celsius. Dette minner om fordelene med alkoholtermometre.
2. Gauge termometre er basert på temperaturavhengigheten av damptrykk av et stoff i arbeidskammeret. Slike systemer blir lett brukt som termostater av gamle kjøleskap, hvor det ikke finnes elektronikk. Fordeler: Systemet trenger ikke strømforsyning, noe som i stor grad forenkler utformingen av enheten. Disse temperatursensorene befinner seg i fordamperens område gjennom et rør som er koblet til kontrolleren( plassert i kjølefeltet), der det er et relé.

• Termometriske sensorer og motstandstermometre inkluderer termoelementer og termistorer. Dette er et hackneyed emne, la oss røre litt under. Materialene som brukes til disse temperatursensorene er metaller, halvledere og andre klasser av det periodiske bordet.

termometerdesign

Enheten som viser grensesnittet mellom to medier, er anerkjent som den første og mest brukte i hverdagen. Dette er ikke den eneste modellen. Tidligere brukt vekttermometre. Dette besto av en hul platinakule, delvis fylt med kvikksølv og med et kapillært hull i bunnen. Jo høyere temperaturen steg, desto mer eksploderte luften i sfæren. Som et resultat flød flere kvikksølvdråper ut. Som et resultat av dette, ble temperaturen dømt av gjenværende masse.

Et platinmotstandstermometer brukes som referanse( fra 13,81 til 903,89 grader Kelvin), og en germanium er brukt under( opp til 4,2 K).Over den angitte grensen har allerede brukt platina. Til slutt brukes et kvasi-monokromatisk pyrometer over 1337,58 grader Kelvin. Med hjelp av disse verktøyene hentes data om verden. Det er logisk å bruke disse enhetene for taring. Den kvasi-monokromatiske pyrometeret arbeider allerede på grunnlag av et estimat av spekteret, det har ikke noe forhold til motstand. Ved en temperatur på 6300 K, er de fleste legeringer allerede trukket inn i damp, og pyrometrene av mikrobølgestråling brukes over ovennevnte merke og opp til 100 000 K.

Operasjonsprinsippet for konstruksjonen av et kvasi-monokromatisk optisk pyrometer er basert på å sammenligne spekteret av den studerte kroppen med spektret av referanse-( wolfram) -filamentet. Enheten inneholder en linse, søkeren er utstyrt med et filter som overfører et overveiende synlig spektrum av bølger. Det er mulig å regulere oppvarming av tråden med en reostat, for å se den mot bakgrunnen av kroppen under studien. Når gjenstander blir skillebare( fusjonere), nås den ønskede temperaturen på wolfram. Nøyaktigheten avhenger sterkt av eksperimentøren: Metoden er mot-indikativ for fargeblindhetDen øvre grenseverdien er begrenset av smeltepunktet til garnet.

Andre kvasi-monokromatiske pyrometre ved hjelp av filtre skiller enkelte komponenter i spektret. For eksempel, rød og blå, og deretter av deres intensitet bestemme temperaturen. Fotometriske sensorer er allerede brukt her: hendelseslys endrer egenskapene til halvledermaterialer. Kjente enheter som evaluerer hele spekteret av utslipp. Vi snakker om integrert lysstyrke, når bildet av objektet er fokusert på det følsomme elementet.

Under 4,2 K-punktet, brukes en rekke referanseskalaer. For ultralydtemperaturer fra 0,01 til 0,8 K, benyttes avhengigheten av en stoffs magnetiske følsomhet på graden av oppvarming( det er mer hensiktsmessig å snakke om avkjøling).I resten av området brukes avhengigheten av trykket av mettet heliumdamp( 3 og 4).

I tillegg til prinsippene som er oppført i forrige avsnitt, er det kjent alternativer som ikke brukes i hverdagen. Hvis du ikke tar hensyn til enhetene fra konstruksjonstemaet. Vi snakker nå om termiske bildeagere, hvor en visuell vurdering av det totale terrenget blir brukt. I denne forbindelse ligner enheter optiske pyrometre. Byggeren bare ved øyet finner områder som er svært distraherende fra det samlede bildet, tar nødvendige korrigerende tiltak. Resten av bildeapparatet opererer på grunnlag av en matrise av lysfølsomme elementer. Instrumentet inkluderer ikke temperaturmåling( kun en kvalitativ vurdering).

Vi skal ikke snakke om termoelementer og motstander, informasjonen til de fleste lesere er allerede kjent. Vi nevner bare at to klasser av enheter ofte brukes i hverdagen. Inkludert probene til de ovennevnte testene. Temperaturavhengigheten av motstanden er vanligvis lineær, vinkelen avhenger av materialet. Når det gjelder termoelementer, består sensorer av to forskjellige halvledere. En temperaturendring fører til dannelsen av potensialet i konklusjonene av strukturen.

I dag inngår elementære sensorer ofte i sammensetningen av mikrochips. Dette er ikke nyheter om at integrerte løsninger er mye enklere å bruke. På samme måte leveres bevegelsesføleren med elektronisk fylling for å amplifisere det opprinnelige signalet til en akseptabel verdi. Skriv inn omfanget av muligheter for integrerte temperatursensorer og andre funksjoner. Prinsippene for temperaturmåling er få, hvis du ikke tar hensyn til eksotisk, som magnetisk følsomhet, er de alle enkle. I husholdningsapparater brukes for eksempel ofte bimetallplater.