Snímač teploty

Snímač teploty je zariadenie, ktoré umožňuje vyhodnotiť hodnotu parametra a podľa potreby aj prenášať informácie pozdĺž riadiaceho obvodu. Dnes sú individuálni testeri vybaveni takýmto príslušenstvom, ktorý je vhodný na použitie. Snímače teploty sa líšia svojou konštrukciou a funkčnosťou. Iné sú určené na posúdenie stavu mlieka, iné sú vhodné pre roztavené kovy.

História teplomerov

Výskumníci nesúhlasia s tým, kto najprv vynašiel teplomer. Kandidáti na úlohu:

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

Ďalšie Philo Byzantine a Heron Alexandrie boli si vedomí meniacich sa vlastností látok pod pôsobením teploty. Obzvlášť starí záujem o ovzdušie. Je zrejmé, že keď teplota zapečatenej banky, čiastočne naplnenej vodou, sa pohybuje úroveň separácie média. To je veľmi podobné moderným ortuťovým zariadeniam. Galileo Galilei nazval vynálezcu tejto triedy zariadení - vedca navrhol termoskopy. Rozdiel je nedostatok rozsahu.

Nútený rozpoznať priekopníka Roberta Fluda, ktorý ako prvý kvantifikoval meranie zmeny v roku 1638.Návrh bol mimoriadne úspešný.Niečo podobné sa používa v priemysle aj dnes. V rokoch 1613 a 1611 už Santorio Santorio a Francesco Sagredo experimentovali s rozsahom. Termín "teplomer" sa prvýkrát spomína v edícii 1624 La Récréation Mathématique.

Rýchlo sa ukázalo, že tepelný koeficient rozširovania vody nebol vysoký, už v roku 1654 sa objavil analóg s alkoholom, v roku 1730 získal dizajn prakticky moderný vzhľad( rozsah fyziky Reaumur sa stále používa vo Francúzsku).Vedci aktívne experimentovali s inými tekutinami. Súčasne prebiehali práce na stupnici: v roku 1665 navrhol Christian Huygens štandardné bodky varu a body mrazu pre vodu.

Neexistoval jediný pojem stupňa stupňa dovtedy, kým v roku 1742 Celsius nerozdelil vzdialenosť medzi uvedenými dvoma bodmi na sto rovnakých častí( v pôvodnej verzii sa teplota varu naliala ako nula, 100% ľadu sa roztopilo).Zobrazená jednotka v aktuálnom zobrazení.V roku 1848 William Thomson( lord Kelvin) dokázal možnosť vytvoriť absolútnu stupnicu s nulou, pod ktorou by už teplota neklesla( mínus 273,16 stupňov Celzia - nula na kelvinovej stupnici).Veľkosť stupňov Celzia a Kelvina je rovnaká.

Konečná forma zloženia teplomera bola v roku 1714 vďaka Danielu Fahrenheitovi, ktorý zistil, že maximálny koeficient tepelnej rozťažnosti je charakterizovaný ortuťou. V roku 1724 ponúkol sklárnik svoju vlastnú škálu, meno prístroja je príbeh Ray Bradburyho( teplota zmesi vody, soli a ľadu bola braná ako referenčný bod).Príbeh tam nekončí a v roku 1999 sa objavil prvý dočasný bezkontaktný teplomer. Podobné sa používajú napríklad na výrobu mlieka určeného na výživu.

Ako merať teplotu

Pri meraniach sa používajú termometrické vlastnosti látok. Znie to triviálne, ako fráza "olejová mastná", ale toto je realita. Látky závisia od teploty:

1. Geometrické rozmery. Uvedenú kvalitu zaznamenali ancienti na príklade vzduchu a vody. V dnešnom svete sa častejšie používa schopnosť rôznych tepelných rozťažností dvoch odlišných kovov. Sú pripojené v páse, "späť dozadu", objaví sa snímač.Teplomer sa nazýva bimetalický.Podobné vlastnosti v páre ukazujú napríklad železo a zinok. Dve pásiky, ktoré sú navzájom spojené nitmi, sa pri ohreve ohnú.
2. Elektrický odpor. Kvalita sa aktívne využíva v oblasti polovodičových technológií.Všetky lacné chladničky, kde je nerozumné používať termočlánok, sú dodávané s podobnými odpormi. Objekt funguje v praxi. Samozrejme, vlastnosti materiálov sú rôzne, rýchlosť zmeny parametrov nie je rovnaká.
3. Elektromotorická sila. Vedci zistili, že jednotlivé polovodiče sú schopné vytvoriť potenciál pri zahrievaní.Podobné vlastnosti sa vyznačujú minerálmi. Napríklad známy turmalín, pomenovaný jeho schopnosťou prilákať popol( pri zahriatí získal povrch kryštálu náboj, ktorý spôsobil uvedený jav).
4. Radiačné spektrum. Telo umiestnené v chladnom prostredí vyžaruje vlny elektromagnetického charakteru. A na grafe hustoty žiarenia vyzerá ako hrb s vrcholom posunutým doľava.Čím vyššia je teplota, tým silnejšia je hora posunutá do frekvenčnej stupnice. Napríklad slnko je tak horúce, že maximálne množstvo slnečného žiarenia padá na viditeľné spektrum v zelenom priestore. Podobne kováč vidí červené horúce kovové odtiene, zatiaľ čo kožušiny rozdeľujú oheň.Spektrálne teplomery umožňujú diaľkové merania. Postup merania

Rozsiahla klasifikácia teplomerov

Urobíme rezerváciu, že v rámci revízie neoddeľujeme pyrometre z tém. Jedná sa o mierne odlišnú triedu zariadení, aktívne sa používa na podobné účely ako snímače teploty. Zvyčajne sa rozlišuje medzi: rozširujúcimi teplomermi

• .Na základe schopnosti telies zmeniť geometrické rozmery:

1. Sklenené kvapalné teplomery - mimo okná.Uvažovali ste už o teplotných snímačoch. Ortuť sa často používa ako kvapalina z mnohých dôvodov: zachováva stav agregácie v širokom rozsahu environmentálnych podmienok, neumýva sklo a ľahko sa extrahuje z prírodných zložiek. Nevýhody zahŕňajú toxicitu, malý koeficient teplotnej expanzie a mrazenie už pri mínus 35 stupňov Celzia. To pripomína výhody alkoholových teplomerov. Termometre
2. sú založené na teplotnej závislosti tlaku pár látky v pracovnej komore. Takéto systémy sa ľahko používajú ako termostaty starých chladničiek, kde nie je žiadna elektronika. Výhody: systém nepotrebuje napájanie elektrickým prúdom, čo značne zjednodušuje konštrukciu zariadenia. Tieto snímače teploty sa nachádzajú v oblasti výparníka cez trubku pripojenú k regulátoru( nachádzajúcemu sa v chladiacej priehradke), kde je relé.

• Termometrické snímače a odporové teplomery obsahujú termočlánky a termistory. Toto je nepríjemná téma, trochu sa dotkneme. Materiály používané pre tieto snímače teploty sú kovy, polovodiče a iné triedy periodickej tabuľky.

návrh teplomeru

Zariadenie, ktoré zobrazuje rozhranie medzi dvomi médiami je rozpoznané ako prvé a najrozšírenejšie v každodennom živote. Nie je to jediný model. Predtým používané hmotnostné teplomery. To pozostávalo z dutej platinovej gule, čiastočne naplnenej ortuťou as kapilárnym otvorom na dne.Čím vyššia teplota stúpla, tým viac sa vzduch v gule rozšíril. V dôsledku toho vytečie viac kvapôčok ortuti. V dôsledku toho nastala rovnováha, teplota bola hodnotená zvyšnou hmotnosťou.

Ako referencia sa používa platinový odporový teplomer( od 13,81 do 903,89 stupňov Kelvin) a nižšie sa používa germánia( do 4,2 K).Nad stanoveným limitom sa už používa platina. Napokon, kvázi monochromatický pyrometr sa používa nad 1337,58 stupňov Kelvina. Pomocou týchto nástrojov získali údaje o svete. Je logické používať tieto zariadenia na čistenie. Takmer monochromatický pyrometr pracuje už na základe odhadu spektra, nemá žiadny vzťah k odporuPri teplote 6300 K sa väčšina zliatin už nasáva do pary a pyrometre mikrovlnného žiarenia sa používajú nad uvedenou značkou a až do 100 000 K.

Princíp fungovania konštrukcie kvázimonochromatického optického pyrometra je založený na porovnaní spektra skúmaného tela so spektrom referenčného( wolfrámového) vlákna. Zariadenie obsahuje šošovku, hľadáčik je vybavený filtrom, ktorý prenáša prevažne viditeľné spektrum vĺn. Je možné regulovať vyhrievanie vlákna pomocou reostatu, aby ste ho mohli vidieť na pozadí testovaného tela. Keď sa objekty stávajú nerozlíšiteľnými( zlúčenie), dosiahne sa požadovaná teplota volfrámu. Presnosť závisí od experimentátora: metóda je kontraindikatívna pre farebnú slepotuHorná hranica merania je obmedzená bodom tavenia priadze.

Ďalšie kvázimonochromatické pyrometre používajúce filtre oddeľujú niektoré zložky spektra. Napríklad červená a modrá, a potom podľa ich intenzity určiť teplotu. Fotometrické senzory sa už používajú: dopadajúce svetlo mení vlastnosti polovodičových materiálov. Známe zariadenia, ktoré vyhodnocujú celý rozsah emisií.Hovoríme o integrálnom jasu, keď sa obraz objektu zameriava na citlivý prvok.

Pod bodom 4.2 K sa uplatňuje množstvo referenčných stupníc. Pre ultrazvukové teploty od 0,01 do 0,8 K sa používa závislosť magnetickej citlivosti látky na stupni zahrievania( je vhodnejšie hovoriť o ochladení).Vo zvyšku rozsahu sa používajú závislosti tlaku héliových pár( 3 a 4).

Okrem zásad uvedených v predchádzajúcej časti sú známe alternatívy, ktoré sa nepoužívajú v každodennom živote. Ak neberiete do úvahy zariadenia zo stavebnej témy. Teraz hovoríme o tepelných snímačoch, kde sa používa vizuálne hodnotenie celkového terénu. Z tohto hľadiska sa zariadenia podobajú optickým pyrometrom. Staviteľ len okom nájde oblasti, ktoré sú veľmi odvrácujúce od celkového obrazu, prijíma primerané nápravné opatrenia. Zvyšok imageru pracuje na základe matrice fotosenzitívnych prvkov. Prístroj nezahŕňa meranie teploty( iba kvalitatívne hodnotenie).

Nebudeme hovoriť o termočlánkoch a odporoch, informácie pre väčšinu čitateľov sú už známe. Spomíname len, že v každodennom živote sa často používajú dve triedy zariadení.Vrátane sondy vyššie uvedených testerov. Teplotná závislosť odporu je zvyčajne lineárna, uhol závisí od materiálu. Pokiaľ ide o termočlánky, snímače pozostávajú z dvoch odlišných polovodičov. Zmena teploty vedie k vytvoreniu potenciálu pri záveroch štruktúry.

Dnešné elementárne snímače sú často zahrnuté do zloženia mikročipov. Toto nie je správa, že integrované riešenia sú oveľa jednoduchšie používať.Podobne je snímač pohybu dodávaný s elektronickou výplňou na zosilnenie pôvodného signálu na prijateľnú hodnotu. Zadajte rozsah možností integrovaných snímačov teploty a ďalších funkcií.Zásady merania teploty sú málo, ak neberiete do úvahy exotické, ako magnetickú náchylnosť, sú to jednoduché.Napríklad v domácich spotrebičoch sa často používajú bimetalické dosky.