Większość elementów grzejnych i pomiarowych, których używamy w życiu codziennym, wymaga zastosowania specjalnych elementów sterujących. Takie sterowniki (termopary) chronią urządzenia przed przegrzaniem i uszkodzeniem. Termopara może być używana zarówno do małych pomiarów domowych, jak i eksperymentów laboratoryjnych. Aby to zrobić, nie musisz specjalnie szukać go w sklepach. Możesz zrozumieć jego urządzenie i zrobić termoparę do multimetru własnymi rękami.
Zadowolony
- Opis i charakterystyka
- Zasada działania
- Produkcja czujnika termicznego
Opis i charakterystyka
Termopara to urządzenieskładający się z dwóch różnych przewodów, które są połączone w jednym lub kilku punktach za pomocą przewodów kompensacyjnych. Gdy na jednym końcu drutu mierzy się temperaturę, na drugim powstaje napięcie o określonej wartości i sile. Urządzenie to służy do kontroli temperatury, a także do zamiany temperatury na prąd elektryczny.
Czujnik termiczny jest dość tani. To urządzenie jest dość standardowe i mierzy szeroki zakres temperatur. Jedyny mankament w działaniu elementu to niedokładność, która może wynieść nawet 1°C, co jak na takie wartości jest bardzo dużo.
Wykonanie termopary w domu jest łatwe. Trzeba tylko pamiętać, że urządzenia te są tworzone ze specjalnych stopów, dzięki czemu można prześledzić przewidywalną i stabilną zależność między napięciem a temperaturą.
Istnieją różne rodzaje czujników. Są one klasyfikowane według rodzaju metali użytych do stopu:
- chromel - alumel;
- platyna rod - platyna.
Środowisko aplikacji również zależy od składu, ponieważ takie sterowniki znajdują zastosowanie zarówno w nauce i przemyśle, jak iw domu – do kotłów, głośników, piekarników.
Zasada działania
Termopara to najpopularniejszy czujnik termicznyk, który został odkryty w 1822 roku przez niemieckiego fizyka Thomasa Seebecka. Dlatego zasadę działania takiego elementu często nazywa się efektem Seebecka.
W książkach i podręcznikach efekt ten jest opisany w następujący sposób: jeśli złącza przewodów mają nieidentyczne temperatury, to powstaje między nimi siła elektryczna (termomoc), której wartość jest proporcjonalna do różnicy temperatur zrosty.
Należy tutaj podkreślić, że należy brać pod uwagę różnicę temperatur, a nie jakikolwiek wskaźnik. Dodatkowo, jeśli oba złącza mają tę samą temperaturę, moc termoelektryczna nie pojawi się w obwodzie.
Przed przystąpieniem do produkcji czujnika temperatury, musisz przygotować wszystkie materiały i narzędzia. Elektrody termopar składają się z różnych materiałów, przy wyborze których należy określić rodzaj produktu i zakres zastosowania.
Rodzaje czujników temperatury są oznaczone literami alfabetu łacińskiego i mają własne cechy. Na przykład popularny model TYPU K składa się ze stopu chromel-alumel i ma zakres pomiarowy 200-1200 ° C. Po wykonaniu prostych obliczeń możemy mówić o nieliniowości (moc termoelektryczna -35 - 32 µV/°C), natomiast nieliniowość charakterystyki powinna być najmniejsza. W takim przypadku błąd pomiaru będzie bardzo mały.
Termopara może znajdować się w pewnej odległości od samego urządzenia. Aby to zrobić, jest podłączony za pomocą specjalnego kabla. Sam kabel jest wykonany z tych samych materiałów co termopara. Jedyna różnica polega na średnicy.
Produkcja czujnika termicznego
Aby zrobić termoparę własnymi rękami, musisz kupić drut z odpowiednich materiałów. Średnica jest tutaj ważna, ponieważ od niej zależy błąd pomiaru temperatury. Zaleca się zabranie drutu o mniejszej średnicy, zwłaszcza jeśli badane mają być obiekty o małych gabarytach.
Materiał zależy od zakresu temperatur, w jakim ma pracować. Najczęstsze opcje to chromel-alumel, miedź-konstantan. Sama produkcja polega na stworzeniu połączenia, stopu dwóch drutów. Często używa się do tego pewnego rodzaju źródła napięcia (na przykład akumulatora samochodowego lub transformatora).
Dalsze etapy prac to:
- wolne końce skręconego drutu są połączone z jednym z biegunów źródła napięcia;
- wyjście jest połączone z drugim biegunem, do którego dodatkowo podłączony jest grafitowy ołówek.
Gdy pojawia się łuk elektryczny, przewody termopary są połączone. W takim przypadku napięcie do podłączenia przewodów jest wybierane eksperymentalnie. Z reguły optymalna wartość wynosi 40-50 V, ale może być mniejsza, ponieważ zależy to od materiałów i długości produktu.
Kolejnym ważnym punktem jest zgodność z przepisami bezpieczeństwa. Bardzo ważne jest, aby nie używać zbyt wysokiego napięcia ani nie dotykać odsłoniętych przewodów. Lepiej zaizolować je specjalną taśmą lub zamknąć rurką ceramiczną.
Jest to najłatwiejszy i najtańszy sposób na wykonanie termopary do multimetru własnymi rękami. Czasami przewody termopary są lutowane lutownicą. Ale wtedy będziesz musiał dodatkowo kupić specjalny lut i przestrzegać określonych temperatur w pracy.
