Temperaturmessung mit Thermoelementthermometer - Thermoelektrischer Effekt
Definition:
Ein Paar Leiter aus unterschiedlichen Materialien, die in einem Schaltkreis eine elektromotorische Kraft erzeugen, die auf dem Seebeck-Effekt basiert. Ein Paar Leiter aus unterschiedlichen Materialien, die an einem Ende miteinander verbunden sind und ihren thermoelektrischen Effekt zur Temperaturmessung nutzen.
Überblick:
Ein Thermoelement ist ein Temperatursensorelement und ein Instrument. Es misst direkt die Temperatur, wandelt das Temperatursignal in ein thermoelektromotorisches Kraftsignal um und wandelt es über ein elektrisches Instrument (Sekundärinstrument) in die Temperatur des Messmediums um. Das Grundprinzip der Temperaturmessung mit Thermoelementen besteht darin, dass zwei Leiter unterschiedlicher Zusammensetzung eine geschlossene Schleife bilden. Wenn an beiden Enden ein Temperaturgradient vorliegt, fließt ein Strom durch die Schleife. Zu diesem Zeitpunkt tritt zwischen den beiden Enden eine elektromotorische Kraft – thermoelektromotorische Kraft – auf. Dies ist der sogenannte Seebeck-Effekt. Zwei homogene Leiter unterschiedlicher Zusammensetzung sind heiße Elektroden. Das Ende mit der höheren Temperatur ist das Arbeitsende, und das Ende mit der niedrigeren Temperatur ist das freie Ende. Das freie Ende weist normalerweise eine konstante Temperatur auf. Gemäß der funktionalen Beziehung zwischen thermoelektromotorischer Kraft und Temperatur wird eine Thermoelement-Indextabelle erstellt. Die Indextabelle wird erhalten, wenn die Temperatur am freien Ende 0 Grad beträgt. Unterschiedliche Thermoelemente haben unterschiedliche Indextabellen.
Wenn ein drittes Metallmaterial an die Thermoelementschleife angeschlossen wird, bleibt das vom Thermoelement erzeugte thermoelektrische Potenzial unverändert, solange die Temperatur der beiden Materialverbindungen gleich ist. Das heißt, es wird nicht durch das dritte Metall beeinflusst, das an die Schleife angeschlossen ist. Daher kann beim Messen der Temperatur eines Thermoelements das Messgerät angeschlossen werden. Nach dem Messen der thermoelektromotorischen Kraft kann die Temperatur des Messmediums ermittelt werden.
Bei der Temperaturmessung eines Thermoelements muss die Temperatur seines kalten Endes (das Messende ist das heiße Ende, und das Ende, das über die Leitung mit dem Messkreis verbunden ist, wird als kaltes Ende bezeichnet) konstant bleiben, damit das thermoelektrische Potenzial proportional zur gemessenen Temperatur ist. Ändert sich die (Umgebungs-)Temperatur des kalten Endes während der Messung, wird die Genauigkeit der Messung erheblich beeinträchtigt. Das Ergreifen bestimmter Maßnahmen am kalten Ende, um die durch Temperaturänderungen am kalten Ende verursachten Auswirkungen zu kompensieren, wird als Kaltendkompensation von Thermoelementen bezeichnet.
Typ
Häufig verwendete Thermoelemente können in zwei Kategorien unterteilt werden: Standard-Thermoelemente und nicht standardmäßige Thermoelemente. Ein Standard-Thermoelement ist ein Thermoelement, dessen nationale Standards die Beziehung zwischen thermoelektrischem Potenzial und Temperatur sowie zulässige Fehler festlegen und das über eine einheitliche Standardskala verfügt. Es verfügt über passende Anzeigeinstrumente zur Auswahl. Nicht standardisierte Thermoelemente sind in Bezug auf Verwendungsbereich oder Größenordnung nicht so gut wie standardisierte Thermoelemente. Sie verfügen im Allgemeinen nicht über eine einheitliche Graduierungstabelle und werden hauptsächlich für Messungen bei bestimmten besonderen Anlässen verwendet. Standardisierte Thermoelemente In meinem Land werden seit dem 1. Januar 1988 alle Thermoelemente und Wärmewiderstände gemäß den internationalen IEC-Standards hergestellt, und sieben Typen standardisierter Thermoelemente, S, B, E, K, R, J und T, wurden in meinem Land als einheitliche Designtypen bezeichnet. Thermoelement.
Thermoelementstruktur
Bauform des Thermoelements Um einen zuverlässigen und stabilen Betrieb des Thermoelements zu gewährleisten, sind folgende bauliche Anforderungen zu erfüllen:
① Die beiden heißen Elektroden, aus denen das Thermoelement besteht, müssen fest verschweißt sein.
② Die beiden heißen Elektroden sollten gut voneinander isoliert sein, um einen Kurzschluss zu vermeiden.
③Die Verbindung zwischen dem Ausgleichskabel und dem freien Ende des Thermoelements muss bequem und zuverlässig sein.
④Die Schutzhülle sollte sicherstellen können, dass die heiße Elektrode vollständig von schädlichen Medien isoliert ist.
