اندازه گیری دما توسط ترموکوپل

اندازه گیر های دما به 2 صورت عرضه می شود:

1. مکانیکی (گیج ها)
2. الکتریکی

ترموکوپل برای اندازه گیری دما به صورت الکتریکی استفاده می شود. این وسیله یکی از پرکاربردترین وسایل در ابزار دقیق می باشد. در این نوشته سعی می شود تا با نحوه اندازه گیری دما توسط ترموکوپل آشنا شویم.

توضیحات عمومی در مورد ترموکوپل:

وقتي انتهاي دو سيم كه از فلزات مختلف تشكيل يافته اند، بهم وصل شده و حرارت داده شود، اختلاف پتانسيلي بين دو سيم بوجود خواهد آمد. اختلاف پتانسيل بوجود آمده تابعي از دماي اتصال و جنس دو فلز خواهد بود.

اين پديده توسط سيبک كشف گرديده و به آن پديده “سيبک” گفته مي شود. اختلاف پتانسيل بوجود آمده نيز، نيروی محركه سيبک ناميده مي شود. از اين پديده در ترموكوپل ها براي اندازه گيری دما استفاده مي شود. به عبارت ديگر يک ترموكوپل از دو سيم مختلف تشكيل يافته و ولتاژ ايجاد شده در اثر اختلاف دماي دو سر آن اندازه گيري مي شود.

انواع:

ترموكوپل ها از فلزات مختلفي ساخته مي شوند و بر اساس نوع فلز استفاده شده نام هاي مختلفي دارند. مثل ترموكوپل نوع J كه از فلزات آهن-كنستانتن تشكيل يافته يا ترموكوپل نوع T كه از مس-كنستانتن تشكيل يافته است.

براي تغييرات كم دما، ولتاژ سيبك خروجي بطور خطي متناسب با دماست. ولي رابطه بين دما و ولتاژ توليدي براي ترموكوپل هايي كه براي بازه وسيعتري از دما استفاده مي شوند، تا حدودي غيرخطي مي باشد. براي هر نوع ترموكوپل نمودارهايي وجود دارد كه رابطه بين ولتاژ توليدي و دماي اندازه گيري را نشان مي دهد. براي اندازه گيري دما توسط ترموكوپل، اتصال اندازه گيري آن در محيط مورد نظر قرار داده مي شود.

اتصال اندازه گيري نقطه اي است كه دو سيم فلزي به هم مي رسند. اين دو سيم يا توسط لحيم و يا با جوشكاري به هم متصل مي شوند. براي محافظت مكانيكي ترموكوپل، دور سيم ها يك پوشش فلزي وجود دارد و فضاي بين ترموكوپل و پوشش فلزي توسط سيم هاي عايق پر شده است. وقتي سيم هاي ترموكوپل به هم لحيم مي شوند يك فلز سوم به مدار ترموكوپل وارد مي شود. تا زماني كه دما در دو سمت فلز لحيم يكسان باشد، وجود لحيم خطايي بوجود نمي آورد و فقط ماكزيمم دماي قابل اندازه گيري را كاهش مي دهد. براي اندازه گيري دما هاي بالا از ترموكوپل با اتصال جوش داده بالا استفاده مي گردد.

مزایا:

1. استحكام بيشتر نسبت به RTD ها و ترميستورها
2. دامنه اندازه گيري آنها بيشتر می باشد
3. محدوده دمايي وسيع
4. قيمت پايين
5. دوام مكانيكي بالاي

معایب:

1. رفتارغيرخطي
2. حساسيت پايين
3. نویز پذیری

در این نوشته سعی کردیم تا برای شما عزیزان به معرفی نحوه “اندازه گیری دما توسط ترموکوپل” بپردازیم.

#اختصاصی مهندسی کنترل