TÀI LIỆU CẢM BIẾN NHIỆT

Chia sẻ: Lanh Nguyen | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:43

Thêm vào BST

Báo xấu

232
lượt xem 65
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm lại, cảm biến Thermocouple xác định hiệu thế sinh ra trên hai dây dẫn không cùng tính chất. Cảm biến được dùng đo trực tiếp chênh lệch nhiệt độ hay đo nhiệt độ tuyệt đối khi định trước giá trị nhiệt độ trên một mối nối. Khi đấu nối tiếp nhiều thermocouple với nhau chúng ta có một thermopile.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: TÀI LIỆU CẢM BIẾN NHIỆT

1
1. HIỆU ỨNG NHIỆT ĐIỆN (HIỆU ỨNG SEEBACK) : ( S ( T ) − S ( T ) ) .dT T1 V = VT1 − VT2 = B A T2 SB(T) và SA(T) là hệ số Seeback của các kim lọai A và B. T1 và T2 là nhiệt độ tác động tại mỗi mối nối. 2
Các hệ số Seeback không tuyến tính và phụ thuộc vào nhiệt độ tuyệt đối của vật dẫn, tính chất của vật liệu và cấu trúc phân tử tạo thành vật dẫn. Trường hợp các hệ số Seeback là hằng số trong dảy nhiệt độ làm việc V = ( SB − S A ) . ( T1 − T2 ) Tóm lại, cảm biến Thermocouple xác định hiệu thế sinh ra trên hai dây dẫn không cùng tính chất. Cảm biến được dùng đo trực tiếp chênh lệch nhiệt độ hay đo nhiệt độ tuyệt đối khi định trước giá trị nhiệt độ trên một mối nối. Khi đấu nối tiếp nhiều thermocouple với nhau chúng ta có một thermopile. 3
2. HIỆU ỨNG PELTIER : N P 4
HÌNH 2.17: Cấu tạo bộ làm lạnh dùng hiệu ứng Peltier 5
́ ̣ ̉ ̀ CÂU TAO CUA ĐÂU THERMOCOUPLE 6
7
8
3. PHÂN LỌAI THERMOCOUPLE THEO ASTM (ASTM : American Society for Testing and Materials ) HỆ SỐ DẢY NHIỆT MÔI TRƯỜNG LỌAI VẬT DẪN SEEBECK ĐỘ [Oc] ÁP DỤNG (20OC) [µv/Oc] CHROMEL (+) Oxid hóa, không chuyển E -200 ÷ 900 62 động, chân không CONSTANTAN(-) IRON (+) Oxid hóa, không chuyển J 0 ÷ 760 51 động, chân không CONSTANTAN(-) COPPER (+) o T -200 ÷ 371 40 Ăn mòn, ẩm, dướ i 0 C CONSTANTAN(-) CHROMEL (+) Hòan tòan không chuyển K -200 ÷ 1260 40 động ALUMEL(-) NICOSIL (+) N 0 ÷ 1260 27 Oxid hóa NISIL (-) PLATINUM (30%RHODIUM) (+) Oxid hóa, không chuyển B 0 ÷ 1820 1 động PLATINUM (6%RHODIUM) (-) PLATINUM Oxid hóa, không chuyển S (10%RHODIUM) (+) 0 ÷ 1480 7 động PLATINUM (-) PLATINUM Oxid hóa, không chuyển R (13%RHODIUM) (+) 0 ÷ 1480 7 động PLATINUM (-) 9
Đặc tính điện áp thay đổi theo nhiệt độ của các lọai thermocouple. 10
Hệ số Seebeck là đạo hàm của điện áp theo biến nhiệt độ. 11
4. PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN ÁP TRÊN THERMOCOUPLE: 4.1.KHẢO SÁT BAN ĐẦU: Tại J3 (giữa đồng với đồng) sẽ không xuất hiện điện áp , V3 = 0. Tại J2 (giữa Constantan với đồng) sẽ xuất hiện điện áp V2. Tóm lại, áp nhận được trên hai cực của máy đo DVM thực chất là áp xác định trong mắt lưới tương đương theo định luật Kirchhoff 2 : Vdo = V1 − V2 V1: áp cần đo tại mối nối chính J1 và V2: áp thứ cấp sinh ra do mối nối J2 của mạch đo. Như vậy khi dùng máy đo DVM đo trực tiếp điện áp trên hai đầu Thermocouple luôn luôn có sai số. 12
4.2. Ý TƯỞNG KHẮC PHỤC SAI SỐ BAN ĐẦU: Sai số có được do áp sinh ra tại mối nối J2. Muôn khử đi giá trị này cân dùng thêm thermocouple thứ hai ́ ̀ cùng lọai với themocouple tại J1. Thermocouple lăp thêm ́ được gọi là thermocouple tham chiếu hay mối nối tham chiếu (Reference Junction). Khi liên kết , chú ý cực tính cua hai thermocouple. ̉ 13
4.3. MỞ RỘNG PHÉP ĐO ĐIỆN ÁP TRÊN THERMOCOUPLE: V11= V V =V NN?u ếu V3 = V V = V4 3 4 khi khi TJ3 = TJ4 TJ3 = TJ4 Khảo sát định luật Kirchhoff 2 trên mắt lưới của mạch đo, ta co: ́ V1 − V2 + V3 − V4 = Vdo V2 = 0 vì thermocouple tham chiếu nhúng trong bể đá đang tan. Tai các mối nối J3 và J4 có các áp nhiệt điện là V3 và V4 , nếu nhi ệt ̣ độ tại các mối nối này bằng nhau thì giá trị V3 = V4 . Tóm lại giá trị đọc trên DVM chính là điện áp nhi ệt đi ện sinh ra trên thermocouple chính. 14
Chúng ta không quan tâm đến các mối nối J3 và J4 vì các điện áp V3 và V4 đang mắc ngược cực tính với nhau. Lúc đó điện áp đọc trên DVM xác định theo quan hệ: ( V� = STh . T1 − TREF o ) 15
MẠCH THAM CHIÊU ĐO ÁP TRÊN THERMOCOUPLE ́ (REFERENCE CIRCUIT) HÌNH H2.27: Dùng kh?i đ?ng nhi?t thay th? b? đá. Thay thế bể đá bằng khối đẳng nhiệt. Tại khôi này chúng ta có nhiệt độ tham khảo là TREF. ́ ( V� = STh. T1 − TREF o ) 16
17
4.4. PHƯƠNG PHÁP ĐO CÓ BÙ DÙNG PHẦN CỨNG (HARDWARE COMPENSATION): Ap bù e là hàm số phụ thuộc giá trị điện trở cảm biến, nói ́ khác đi e là hàm theo nhiệt độ. Áp dụng phương pháp này, có thể đọc trực tiếp áp sinh ra trên cảm biến chính là điện áp trên máy đo. Phương pháp này còn có tên gọi khác là “điểm nước đá điện tử tham khảo” (electronic ice point reference). 18
19
4.5. PHƯƠNG PHÁP ĐO CÓ BÙ DÙNG PHẦN MỀM (SOFTWARE COMPENSATION): HÌNH H2.33: Phương pháp đo nhi?t bù b?ng ph?n m?m BƯỚC 1: Đo điện trở của thermistor RTh để suy ra nhiệt độ TREF. Chuyển đổi giá trị nhiệt độ TREF sang điện áp VREF. BƯỚC 2: Đo áp Vđo giữa hai đầu mạch cảm biến, dựa vào giá trị VREF suy ra điện áp V1 của thermocouple tạo bởi nhiệt độ tại môi 20 trường cần đo.