ഇലക്ട്രോണിക് തെർമോമീറ്ററിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം

താപനിലയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട തെർമോഇലക്ട്രോമോട്ടീവ് ബലം അളക്കുന്നതിന് താപനില അളക്കുന്ന ഘടകമായി തെർമോ ഇലക്ട്രിക് തെർമോമീറ്റർ ഒരു തെർമോകോൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ താപനില മൂല്യം മീറ്ററിൽ പ്രദർശിപ്പിക്കും. -200 ℃ ~ 1300 range പരിധിയിലെ താപനില അളക്കാൻ ഇത് വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, പ്രത്യേക സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഇതിന് 2800 of ന്റെ ഉയർന്ന താപനിലയോ 4K യുടെ കുറഞ്ഞ താപനിലയോ അളക്കാൻ കഴിയും. ലളിതമായ ഘടന, കുറഞ്ഞ വില, ഉയർന്ന കൃത്യത, വിശാലമായ താപനില അളക്കൽ ശ്രേണി എന്നിവയുടെ സവിശേഷതകൾ ഇതിന് ഉണ്ട്. കണ്ടെത്തുന്നതിനായി തെർമോകോൾ താപനിലയെ വൈദ്യുതിയാക്കി മാറ്റുന്നതിനാൽ, താപനില അളക്കാനും നിയന്ത്രിക്കാനും താപനില സിഗ്നലുകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കാനും പരിവർത്തനം ചെയ്യാനും ഇത് സൗകര്യപ്രദമാണ്. ദീർഘദൂര അളവെടുപ്പിനും യാന്ത്രിക നിയന്ത്രണത്തിനും ഇത് അനുയോജ്യമാണ്. കോൺടാക്റ്റ് താപനില അളക്കുന്ന രീതിയിൽ, തെർമോ ഇലക്ട്രിക് തെർമോമീറ്ററുകളുടെ പ്രയോഗം ഏറ്റവും സാധാരണമാണ്.

DS-1
(1) തെർമോകോൾ താപനില അളക്കൽ തത്വം
തെർമോകോൾ താപനില അളക്കുന്നതിന്റെ തത്വം തെർമോ ഇലക്ട്രിക് ഇഫക്റ്റിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്.
ശ്രേണിയിലെ രണ്ട് വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളുടെ കണ്ടക്ടറുകളായ എ, ബി എന്നിവ അടച്ച ലൂപ്പിലേക്ക് ബന്ധിപ്പിക്കുക. 1, 2 എന്നീ രണ്ട് കോൺടാക്റ്റുകളുടെ താപനില വ്യത്യസ്തമാകുമ്പോൾ, ടി> ടി 0 ആണെങ്കിൽ, ലൂപ്പിൽ ഒരു തെർമോഇലക്ട്രോമോട്ടീവ് ഫോഴ്സ് സൃഷ്ടിക്കപ്പെടും, കൂടാതെ ലൂപ്പിൽ ഒരു നിശ്ചിത അളവ് ഉണ്ടാകും. വലുതും ചെറുതുമായ വൈദ്യുത പ്രവാഹങ്ങളെ ഈ പ്രതിഭാസത്തെ പൈറോ ഇലക്ട്രിക് ഇഫക്റ്റ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഈ ഇലക്ട്രോമോട്ടീവ് ഫോഴ്‌സ് അറിയപ്പെടുന്ന “സീബെക്ക് തെർമോഇലക്ട്രോമോട്ടീവ് ഫോഴ്‌സ്” ആണ്, ഇതിനെ “തെർമോഇലക്ട്രോമോട്ടീവ് ഫോഴ്സ്” എന്നും EAB എന്നും സൂചിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ എ, ബി എന്നീ കണ്ടക്ടറുകളെ തെർമോഇലക്ട്രോഡുകൾ എന്നും വിളിക്കുന്നു. കോൺ‌ടാക്റ്റ് 1 സാധാരണയായി ഒരുമിച്ച് ഇംതിയാസ് ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ അളവെടുക്കുന്ന സമയത്ത് അളന്ന താപനില അനുഭവപ്പെടുന്നതിനായി താപനില അളക്കുന്ന സ്ഥലത്ത് സ്ഥാപിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഇതിനെ മെഷർമെന്റ് എൻഡ് (അല്ലെങ്കിൽ വർക്കിംഗ് എന്റിന്റെ ഹോട്ട് എൻഡ്) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ജംഗ്ഷൻ 2 ന് സ്ഥിരമായ താപനില ആവശ്യമാണ്, ഇതിനെ റഫറൻസ് ജംഗ്ഷൻ (അല്ലെങ്കിൽ കോൾഡ് ജംഗ്ഷൻ) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. രണ്ട് കണ്ടക്ടറുകളെ സംയോജിപ്പിച്ച് താപനിലയെ തെർമോഇലക്ട്രോമോട്ടീവ് ഫോഴ്സാക്കി മാറ്റുന്ന ഒരു സെൻസറിനെ തെർമോകോൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

രണ്ട് കണ്ടക്ടറുകളുടെ (പെൽറ്റിയർ സാധ്യത) കോൺടാക്റ്റ് സാധ്യതയും ഒരൊറ്റ കണ്ടക്ടറിന്റെ താപനില വ്യത്യാസ സാധ്യതയും (തോംസൺ സാധ്യത) ചേർന്നതാണ് തെർമോഇലക്ട്രോമോട്ടീവ് ഫോഴ്സ്. തെർമോഇലക്ട്രോമോട്ടീവ് ഫോഴ്സിന്റെ വ്യാപ്തി രണ്ട് കണ്ടക്ടർ വസ്തുക്കളുടെ ഗുണങ്ങളും ജംഗ്ഷൻ താപനിലയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.
കണ്ടക്ടറിനുള്ളിലെ ഇലക്ട്രോൺ സാന്ദ്രത വ്യത്യസ്തമാണ്. വ്യത്യസ്ത ഇലക്ട്രോൺ സാന്ദ്രതകളുള്ള രണ്ട് കണ്ടക്ടർമാർ സമ്പർക്കം പുലർത്തുമ്പോൾ, കോൺടാക്റ്റ് ഉപരിതലത്തിൽ ഇലക്ട്രോൺ വ്യാപനം സംഭവിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉയർന്ന ഇലക്ട്രോൺ സാന്ദ്രത ഉള്ള കണ്ടക്ടറിൽ നിന്ന് കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയോടെ കണ്ടക്ടറിലേക്ക് ഒഴുകുന്നു. ഇലക്ട്രോൺ വ്യാപനത്തിന്റെ നിരക്ക് രണ്ട് കണ്ടക്ടറുകളുടെ ഇലക്ട്രോൺ സാന്ദ്രതയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, ഇത് കോൺടാക്റ്റ് ഏരിയയുടെ താപനിലയ്ക്ക് ആനുപാതികമാണ്. എ, ബി എന്നീ കണ്ടക്ടറുകളുടെ സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോൺ സാന്ദ്രത എൻ‌എ, എൻ‌ബി, എൻ‌എ> എൻ‌ബി എന്നിവയാണെന്ന് കരുതുക, ഇലക്ട്രോൺ വ്യാപനത്തിന്റെ ഫലമായി കണ്ടക്ടർ എ ഇലക്ട്രോണുകൾ നഷ്ടപ്പെടുകയും പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആകുകയും ചെയ്യുന്നു, അതേസമയം കണ്ടക്ടർ ബി ഇലക്ട്രോണുകൾ നേടുകയും നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആകുകയും ഒരു ഇലക്ട്രിക് രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു കോൺടാക്റ്റ് ഉപരിതലത്തിലെ ഫീൽഡ്. ഈ വൈദ്യുത മണ്ഡലം ഇലക്ട്രോണുകളുടെ വ്യാപനത്തെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നു, ചലനാത്മക സന്തുലിതാവസ്ഥയിലെത്തുമ്പോൾ, കോൺടാക്റ്റ് ഏരിയയിൽ സ്ഥിരമായ സാധ്യതയുള്ള വ്യത്യാസം രൂപം കൊള്ളുന്നു, അതായത് കോൺടാക്റ്റ് സാധ്യത, അതിന്റെ വ്യാപ്തി

(8.2-2)

ഇവിടെ k-Boltzmann ന്റെ സ്ഥിരാങ്കം, k = 1.38 × 10-23J / K;
e - ഇലക്ട്രോൺ ചാർജിന്റെ അളവ്, e = 1.6 × 10-19 C;
ടി - കോൺടാക്റ്റ് പോയിന്റിലെ താപനില, കെ;
NA, NB– എന്നിവ യഥാക്രമം എ, ബി എന്നീ കണ്ടക്ടറുകളുടെ സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോൺ സാന്ദ്രതയാണ്.
കണ്ടക്ടറിന്റെ രണ്ട് അറ്റങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള താപനില വ്യത്യാസം മൂലം ഉണ്ടാകുന്ന വൈദ്യുതോർജ്ജത്തെ തെർമോ ഇലക്ട്രിക് സാധ്യത എന്ന് വിളിക്കുന്നു. താപനില ഗ്രേഡിയന്റ് കാരണം, ഇലക്ട്രോണുകളുടെ distribution ർജ്ജ വിതരണം മാറുന്നു. ഉയർന്ന താപനില എൻഡ് (ടി) ഇലക്ട്രോണുകൾ കുറഞ്ഞ താപനിലയിലേയ്ക്ക് (ടി 0) വ്യാപിക്കും, ഇത് ഇലക്ട്രോണുകളുടെ നഷ്ടം മൂലം ഉയർന്ന താപനില അവസാനം പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടുകയും ഇലക്ട്രോണുകൾ കാരണം കുറഞ്ഞ താപനില അവസാനം നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആകുകയും ചെയ്യും. അതിനാൽ, ഒരേ കണ്ടക്ടറിന്റെ രണ്ട് അറ്റങ്ങളിലും ഒരു സാധ്യതയുള്ള വ്യത്യാസം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു, മാത്രമല്ല ഉയർന്ന താപനിലയുടെ അവസാനം മുതൽ കുറഞ്ഞ താപനില അവസാനം വരെ ഇലക്ട്രോണുകൾ വ്യാപിക്കുന്നത് തടയുന്നു. അപ്പോൾ ഇലക്ട്രോണുകൾ വ്യാപിച്ച് ചലനാത്മക സന്തുലിതാവസ്ഥ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഈ സമയത്ത് സ്ഥാപിതമായ സാധ്യതയുള്ള വ്യത്യാസത്തെ തെർമോഇലക്ട്രിക് പോബിളിറ്റി അല്ലെങ്കിൽ തോംസൺ സാധ്യത എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് താപനിലയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു

(8.2-3)

JDB-23 (2)

സമവാക്യത്തിൽ, oms തോംസൺ കോഫിഫിഷ്യന്റ് ആണ്, ഇത് 1 ° C താപനില വ്യത്യാസത്താൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന ഇലക്ട്രോമോട്ടീവ് ഫോഴ്‌സ് മൂല്യത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, അതിന്റെ വ്യാപ്തി ഭൗതിക സവിശേഷതകളുമായും രണ്ട് അറ്റത്തും താപനിലയുമായും ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.
എ, ബി എന്നീ കണ്ടക്ടറുകൾ അടങ്ങിയ തെർമോകോൾ ക്ലോസ്ഡ് സർക്യൂട്ടിന് രണ്ട് കോൺടാക്റ്റുകളിൽ രണ്ട് കോൺടാക്റ്റ് സാധ്യതകളുണ്ട്, കൂടാതെ ടി> ടി 0 ആയതിനാൽ, എ, ബി എന്നീ ഓരോ കണ്ടക്ടറുകളിലും ഒരു തെർമോ ഇലക്ട്രിക് സാധ്യതയുണ്ട്. അടച്ച ലൂപ്പിന്റെ മൊത്തം താപ ഇലക്ട്രോമോട്ടീവ് ഫോഴ്സ് EAB (T, T0) കോൺടാക്റ്റ് ഇലക്ട്രോമോട്ടീവ് ഫോഴ്സിന്റെ ബീജഗണിതവും താപനില വ്യത്യാസമുള്ള വൈദ്യുത സാധ്യതയും ആയിരിക്കണം, അതായത്:

(8.2-4)

തിരഞ്ഞെടുത്ത തെർമോകൗളിന്, റഫറൻസ് താപനില സ്ഥിരമാകുമ്പോൾ, മൊത്തം തെർമോഇലക്ട്രോമോട്ടീവ് ഫോഴ്സ് അളക്കൽ ടെർമിനൽ താപനില ടി യുടെ ഒരൊറ്റ മൂല്യമുള്ള പ്രവർത്തനമായി മാറുന്നു, അതായത്, EAB (T, T0) = f (T). തെർമോകോൾ അളക്കുന്ന താപനിലയുടെ അടിസ്ഥാന തത്വമാണിത്.


പോസ്റ്റ് സമയം: ജൂൺ -11-2021