VY_32_INOVACE_AUT-2.N-17-TERMOELEKTRICKE SNIMACE. Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno

Transkript

1 Číslo projektu Číslo materiálu Název školy Autor Tematická oblast Ročník CZ.1.07/1.5.00/ VY_32_INOVACE_AUT-2.N-17-TERMOELEKTRICKE SNIMACE Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Ing. Jiří Zinek Automatizace Nástavbové studium 2. ročník Datum tvorby 23. srpna 2012 Anotace Aktivní snímače typu termočlánek. Vznik termoelektrického napětí. Konstrukce termočlánků.měření teploty pomocí termočlánků. Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

2 Aktivní snímače Termoelektrické snímače Termoelektrické snímače (termočlánky) jsou aktivními snímači tzn. jsou sami zdrojem elektrického napětí. Termoelektrické články pracují na principu termoelektrického jevu. Termoelektrické články složí k měření teplot až do 1600 C.

3 Princip funkce termočlánku obr.1

4 Princip funkce termočlánku Termočlánek je vytvořen z drátů dvou různých kovů Konce drátů jsou svařeny k sobě. Vlastní termočlánek vzniká na styčné ploše (na svařeném konci) dvou různých kovů. Při zahřátí termočlánku mají chladné konce drátů odlišný potenciál napětí, tzn. lze mezi nimi naměřit malé stejnosměrné napětí termočlánku U t. Tomuto jevu se říká termoelektrický jev.

5 závislost napětí na teplotě obr.2

6 Termoelektrické snímače použité materiály pro výrobu Pro výrobu technických termočlánků se používají většinou určité dvojice kovů. Využívá se např. kombinace kovů měď a konstantan, železo a konstantan, nikl chrom a konstantan, platina-rhodium a platina. Napětí termočlánku narůstá s teplotou lineárně a dosahuje maximálně 70 mv.

7 Termoelektrické snímače použité materiály pro výrobu pro měření v různých rozsazích teplot vyhovují různé dvojice kovů. Dvojice železo a konstant tvoří citlivý termočlánek, ale vyhoví jen při měření od -220 C do 750 C. Dvojice PtRh-Pt má menší citlivost při měření, ale má vyšší rozsah využití od 0 C do 1600 C. Citlivost termočlánku zjistíme ze sklonu přímky v grafu.

8 Konstrukce termočlánku obr.3

9 Konstrukce Dráty termočlánku jsou uloženy v izolačním keramickém materiálu a celek je uzavřen v kovové zapouzdřené trubičce. p

10 Měření pomocí termočlánku obr.4

11 Měření Napětí měřené na termočlánku narůstá s rozdílem teplot mezi místem svaření konců drátů a místem s volnými konci drátů a jeho velikost závisí na dvojici kovů. Vývody termočlánku jsou ze stejných kovů jako jsou kovy tvořící kontaktní spojení, aby nevznikal v místech dalšího spojení různých kovů další kontaktní potenciál.

12 Měření Tyto vývody se nazývají vyrovnávací vodiče a přivádějí velmi malé termoelektrické napětí (několik μv/ C) přímo na měřící přístroj a nebo do porovnávací jednotky. V porovnávací jednotce je termočlánek stejného typu jako je měřící termočlánek. Termočlánek v porovnávací jednotce je zapojen opačně. Potom je měřen rozdíl teploty měřícího termočlánku a teploty porovnávacího místa, zde je udržována referenční teplota 20 C.

13 Termočlánky se používají jako snímače teploty k měření vysokých teplot, např. ve spalovacích kotlích, v žíhacích a kalicích pecích apod..

14 Použitá literatura: HABERLE, H., B. GRIMM, G. HABERLE, W. PHILIPP, W. SHLEER, B. SCHLIEMANN, D. SCHNELL a D. SCHMID. Průmyslová elektrotechnika a informační technologie. Vydání první. Praha: Europa- Sobotáles, Technické vědy: TS 05, DT ISBN TKOTZ, K., P. BASTIEN, H. BUMILLER, M. BURGMAIER, W. EICHLER, F. HUBER, N. JAUFMANN, J. MANDERLE, O. SPIELVOGEL, U. WINTER a K. ZIEGLER. Příručka pro elektrotechnika. 2. doplněné vydání. Praha: Europa-Sobotáles, technické vědy: TS 05, DT 621.3/ ISBN včetně obr.1-4