Temperaturgivare

Temperatursensor är en enhet som gör det möjligt att utvärdera värdet på en parameter och vid behov överföra information vidare längs styrkretsen. Idag är individuella testare utrustade med denna typ av armaturer, vilket gör användningen bekväm. Temperatursensorer varierar i design och funktionalitet. Andra är utformade för att bedöma tillståndet för mjölk, andra är lämpliga för smälta metaller.

Historia av termometrar

Forskare är oense om vem först uppfann termometern. Kandidater till rollen:

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

Mer Philo av Byzantine och Heron of Alexandria var medveten om ämnenas förändringsegenskaper under temperaturens verkan. I synnerhet de äldre intresserade av luften. Det märks att när temperaturen i den förseglade kolven, delvis fylld med vatten, flyttas nivån av separationen av media. Detta liknar mycket moderna kvicksilveranordningar. Galileo Galilei kallade uppfinnaren av denna klass av enheter - forskaren utformade termoskop. Skillnaden är bristen på skalan.

Tvungen att känna igen pionjären för Robert Flud, som var den första som kvantifierade mätningen av skiftet 1638.Designen kom ut mycket framgångsrik. Något liknande används inom industrin och idag. I 1613 och 1611 har Santorio Santorio och Francesco Sagredo redan experimenterat med skalan. Termen "termometer" nämns först i 1624 La Récréation Mathématique-upplagan.

Det blev snabbt klart att termisk koefficient för vattentillväxt inte var hög, redan i 1654 visade en analog med alkohol, vid 1730 förvärvade designen ett praktiskt modernt utseende( Reaumur-fysikens skala används fortfarande i Frankrike).Forskare har aktivt experimenterat med andra vätskor. Parallellt fortsatte arbetet på skalan: 1665 presenterade Christian Huygens standardkokpunkter och fryspunkter för vatten.

Det var inte en enda uppfattning om graden av graden tills Celsius deltog i 1742 avståndet mellan de två punkterna som nämnts ovan i hundra lika delar( i originalversionen togs kokpunkten för vatten som noll och issmältning stod för 100 grader).Visad enhet i den aktuella vyn.År 1848 visade William Thomson( Lord Kelvin) möjligheten att skapa en absolut skala med noll under vilken temperaturen inte längre skulle falla( minus 273,16 grader Celsius - noll på Kelvin-skalan).Storleksgraderna Celsius och Kelvin är lika.

Den slutliga formen av termometerns sammansättning tog 1714, tack vare Daniel Fahrenheit, som bestämde att den maximala värmekoefficienten kännetecknas av kvicksilver.År 1724 erbjöd glasblåsaren sin egen skala, namnet på enheten är Ray Bradburys historia( temperaturen för en blandning av vatten, salt och is togs som referenspunkt).Historien slutar inte där, och år 1999 framkom den första temporala icke-kontakt termometern. Liknande används till exempel för att få upp mjölken, avsedd för mat.

Hur mäter temperatur

Termometriska egenskaper hos ämnen används för mätningar. Det låter trivialt, som frasen "oljebalös", men det här är verkligheten.Ämnena beror på temperatur:

1. Geometriska dimensioner. Den nämnda kvaliteten antecknades av de gamla på exemplet av luft och vatten. I dagens värld används möjligheten för olika termiska expansioner av två olika metaller oftare. De är anslutna i en remsa, "back to back", det visar på sensorn. Termometern kallas bimetallisk. Liknande egenskaper i ett parprogram, till exempel järn och zink. De två remsorna, som sammanfogas av nitar tillsammans, kommer att böja när de upphettas.
2. Elektrisk resistans. Kvalitet används aktivt i halvledarteknik. Alla billiga kylskåp, där det är irrationellt att använda termoelement, levereras med liknande motstånd. Fastigheten fungerar i praktiken. Naturligtvis är materialets egenskaper olika, förändringsgraden av parametrar är inte densamma.
3. Elektromotorisk kraft. Forskare har upptäckt att enskilda halvledare kan bilda en potential när de upphettas. Liknande egenskaper karaktäriseras av mineraler. Till exempel, den berömda turmalinen, uppkallad efter sin förmåga att locka aska( när den upphettades, förvärvade kristallens yta en laddning som orsakade det specificerade fenomenet).
4. strålningsspektrum. En kropp placerad i en kall miljö avger vågor av elektromagnetisk natur. Och på grafen av strålningstäthet ser det ut som en puckel med ett vertex förskjutet till vänster. Ju högre temperaturen desto starkare är berget på frekvensskalan. Till exempel är solen så varm att det maximala solstrålningen faller på det synliga spektrat i det gröna området. På samma sätt ser en smed röd-heta metall skiftande nyanser medan pälsen fläktar elden. Spektraltermometrar tillåter fjärrmätningar.

Utvidgad klassificering av termometrar

Låt oss göra en reservation att vi inom ramen för översynen inte separerar pyrometrar från ämnet. Detta är en något annorlunda klass av enheter, används aktivt för liknande ändamål som temperatursensorer. Så det är vanligt att skilja mellan:

• Expansionstermometrar. Baserat på kroppens förmåga att ändra de geometriska dimensionerna:

1. Glasvätsketermometrar - utanför fönstret. Redan anses temperatur sensorer. Kvicksilver används ofta som en vätska av ett antal anledningar: det bevarar aggregeringsläget i ett brett spektrum av miljöförhållanden, fuktar inte glaset och är lätt att extraheras från naturliga komponenter. Nackdelarna innefattar toxicitet, en liten temperaturutvidgningskoefficient och frysning redan vid minus 35 grader Celsius. Detta påminner om fördelarna med alkoholtermometrar.
2. Mättermometrar är baserade på temperaturberoende av ett ämnes ångtryck i en arbetskammare. Sådana system användes enkelt som termostater av gamla kylskåp, där det inte finns någon elektronik. Fördelar: Systemet behöver inte strömförsörjning, vilket förenklar designen av enheten. Dessa temperatursensorer befinner sig i förångarens område genom ett rör anslutet till regulatorn( finns i kylfacket), där det finns ett relä.

• Termometriska sensorer och motståndstermometrar inkluderar termoelement och termistorer. Detta är ett hackneyed ämne, låt oss röra lite nedanför. Materialen som används för dessa temperatursensorer är metaller, halvledare och andra klasser i det periodiska systemet.

Termometerdesign

Den enhet som visar gränssnittet mellan två medier är känt som det första och mest använda i vardagen. Detta är inte den enda modellen. Tidigare använda vikttermometrar. Detta bestod av en ihålig platinboll, delvis fylld med kvicksilver och med ett kapillärhål i botten. Ju högre temperaturen steg, ju mer luften i sfären expanderade. Som ett resultat flödade mer kvicksilverdroppar ut. Som ett resultat följde jämvikten, bedömdes temperaturen av den återstående massan.

En platinresistentermometer används som referens( från 13,81 till 903,89 grader Kelvin), och en germanium används nedan( upp till 4,2 K).Över den angivna gränsen används redan platina. Slutligen används en kvasi-monokromatisk pyrometer över 1337,58 grader Kelvin. Med hjälp av dessa verktyg erhölls data om världen. Det är logiskt att använda dessa enheter för tjärning. Den kvasi-monokromatiska pyrometern arbetar redan på grundval av en uppskattning av spektret, det har ingen relation till motståndet. Vid en temperatur av 6300 K, drags de flesta legeringarna redan i ånga och pyrometrarna för mikrovågsstrålning används ovanför ovannämnda märke och upp till 100 000 K.

Operationsprincipen för konstruktionen av en kvasi-monokromatisk optisk pyrometer baseras på att jämföra kroppens spektrum under studien med referens-( volfram) -filamentets spektrum. Enheten innefattar en lins, sökaren är utrustad med ett filter som överför ett övervägande synligt spektrum av vågor. Det är möjligt att reglera uppvärmning av tråden med en reostat, för att se den mot bakgrunden av kroppen som studeras. När objekt blir oskiljbara( fusion), uppnås den önskade temperaturen av volfram. Noggrannhet beror starkt på experimentet: metoden är kontraindikativ för färgblindhet. Den övre gränsen för mätningen begränsas av garnets smältpunkt.

Andra kvasi-monokromatiska pyrometrar som använder filter separerar vissa komponenter i spektret. Till exempel, rött och blått, och sedan bestämmer sin intensitet temperaturen. Fotometriska sensorer används redan här: infallsljus ändrar egenskaperna hos halvledarmaterial. Kända enheter som utvärderar hela spektrumet av utsläpp. Vi talar om den integrerade ljusstyrkan, när objektets bild är inriktad på det känsliga elementet.

Nedan 4,2 K-punkten tillämpas ett antal referensskalaer. För ultraljudstemperaturer från 0,01 till 0,8 k används beroendet av ett ämnes magnetiska mottaglighet på värmningsgraden( det är mer lämpligt att tala om kylning).I resten av intervallet används helium-ångtryckberoende( 3 och 4).

Förutom de principer som anges i föregående avsnitt är alternativ kända som inte används i vardagen. Om du inte tar hänsyn till enheterna från byggnadstema. Vi pratar nu om termiska bildspelare, där en visuell bedömning av den totala terrängen används. I detta avseende liknar anordningar optiska pyrometrar. Byggaren precis vid ögat finner områden som är väldigt distraherande från den övergripande bilden, tar lämpliga korrigerande åtgärder. Resten av bilderna fungerar på grundval av en matris av ljuskänsliga element. Instrumentet inkluderar inte temperaturmätning( endast en kvalitativ bedömning).

Vi kommer inte att prata om termoelement och motstånd, informationen till de flesta läsare är redan känd. Vi nämner bara att två klasser av enheter ofta används i vardagen. Inklusive proberna för ovannämnda testare. Temperaturberoende av motståndet är vanligtvis linjärt, vinkeln beror på materialet. När det gäller termoelement består sensorer av två olika halvledare. En temperaturförändring leder till bildandet av potentialen i slutsatserna av strukturen.

Idag ingår elementära sensorer ofta i mikrochipsammansättningen. Det här är inte nyheter att integrerade lösningar är mycket enklare att använda. På liknande sätt levereras rörelsessensorn med elektronisk fyllning för att förstärka den ursprungliga signalen till ett acceptabelt värde. Ange omfattningen av funktionerna hos integrerade temperatursensorer och andra funktioner. Principerna för temperaturmätning är få, om du inte tar hänsyn till den exotiska, som magnetisk mottaglighet, är de alla enkla. I hushållsapparater används exempelvis ofta bimetallplattor.