Prensîpa xebata termometra elektronîkî

Termometra termoelektrîkî ji bo pîvandina hêza termoelektromotîf a ku bi germahiyê re têkildar e û nirxa germahiyê ji hêla metreyê ve tê xuyang kirin termokûplek wekî hêmana pîvandinê ya germahiyê bikar tîne. Ew pir tête bikar anîn ku germahiya di navbera -200 ℃ ~ 1300 de were pîvandin, û di bin mercên taybetî de, ew dikare germahiya bilind a 2800 00 an germahiya nizm a 4K bipîve. Ew taybetmendiyên avahiya hêsan, bihayê kêm, rastbûna mezin, û pîvana pîvana germahiya fireh heye. Ji ber ku termokûple ji bo destnîşankirinê germahiyê vediguhêze elektrîkê, ew hêsantir e ku meriv germahiyê bipîve û kontrol bike, û sînyalên germahiyê zêde û veguherîne. Ew ji bo pîvandina dûr-dûr û kontrola otomatîkî guncan e. Di rêbaza pîvandina germahiya têkiliyê de, sepandina termometreyên termoelektrîk herî gelemperî ye.

DS-1
(1) Prensîpa pîvandina germahiya termokouple
Prensîpa pîvandina germahiya termoşopê li ser bingeha bandora termoelektrîkî ye.
Ragihandinên A û B yên du materyalên cûda di rêzê de bi xelekek girtî ve girêdin. Gava ku germahiya her du têkiliyan 1 û 2 ji hev cûda bin, heke T> T0, dê hêzek termoelektromotîf di nav bendê de çêbibe, û dê di nav xelekek de hejmarek hebe. Çemên mezin û piçûk, ji vê diyardeyê re bandora pîroelektrîk tê gotin. Ev hêza elektromotivê "Hêza termoelektromotivê Seebeck" ya navdar e, ku wekî "hêza termoelektromotîf" tête binavkirin, wekî EAB tête nîşankirin, û ji rêşkerên A û B re termoelektrod têne gotin. Têkilî 1 bi gelemperî bi hev re hatî vesandin, û ew li cîhê pîvandina germahiyê tê danîn ku di dema pîvandinê de germahiya pîvandî hîs bike, ji ber vê yekê jê re dibêjin dawiya pîvandinê (an dawiya germ a dawiya xebatê). Têkiliya 2 hewceyê germahiyek domdar e, ku jê re girêdana referansê (an girêdana sar) tê gotin. Sensorek ku du rêgezan bi hev ve girêdide û germahiyê vediguhêzîne hêza termoelektromotîf tê gotin termokûple.

Hêza termoelektromotivê ji potansiyela têkiliya du rahijmendan (potansiyela Peltier) û potansiyela cûdahiya germahiyê ya rêgezek tenê (potansiyela Thomson) pêk tê. Mezinahiya hêza termoelectromotive bi taybetmendiyên du materyalên konduktor û germahiya girêdanê ve têkildar e.
Denduriya elektronê di hundurê rêşkerê de cûda ye. Dema ku du rehberên A û B yên xwedan tîrêjên elektronê yên cuda, di têkiliyê de ne, belavbûna elektronê li ser rûyê têkiliyê çêdibe, û elektron ji rêşkerê ku xwediyê tîrêjiya elektronê ya bilind e, ber bi rêşkerê ku bi tîrêjiya kêm e diherikin. Rêjeya belavbûna elektronê bi tîrbûna elektronê ya her du rahîban ve têkildar e û bi germahiya herêma têkiliyê re nîsbet e. Bihesibînin ku tîrêjên elektronê yên serbixwe yên rêşkerên A û B NA û NB ne, û NA> NB, di encama belavbûna elektronê de, rêşker A elektronan winda dike û bi erênî bar dibe, dema ku rêşker B elektronan werdigire û bi neyînî bar dibe, elektrîkê çêdike zevî li ser rûyê têkiliyê. Ev qada kehrebayî belavbûna elektronan asteng dike, û dema ku hevsengiya dînamîkî pêk tê, di qada têkiliyê de, ango potansiyela têkiliyê, ku mezinahiya wê

(8.2-2)

Cihê ku k – ya Boltzmann, k = 1,38 × 10-23J / K;
e – mîqdara barê elektronê, e = 1,6 × 10-19 C;
T – Germahiya li xala têkiliyê, K;
NA, NB–, bi rêzê ve tîrbûnên elektronên belaş ên rehberên A û B ne.
Hêza elektromotivê ya ku ji hêla cûdahiya germahiyê ve di navbera her du serikên rêşkerê de çêdibe re potansiyelê termoelektrîk tê gotin. Ji ber dereceya germahiyê, belavkirina enerjiya elektronan tê guhertin. Elektronên dawiya germahiya bilind (T) dê ber bi dawiya germahiya nizm (T0) belav bibin, bibe sedema ku dawiya germahiya bilind ji ber windabûna elektronan bi erênî were barkirin, û dawiya germahiya nizm ji ber elektronan bi neyînî were barkirin. Ji ber vê yekê, cûdahiyek potansiyel jî li du serên heman rêşkerê çêdibe û nahêle ku elektron ji dawiya germahiya bilind heya dawiya germahiya nizm belav bibin. Wê hingê elektron belav dibin û hevsengiyek dînamîkî çêdikin. Cûdahiya potansiyel a ku di vê demê de hatî damezrandin jê re potansiyela termoelektrîk an potansiyela Thomson tê gotin, ku bi germahiyê re têkildar e Ji bo

(8.2-3)

JDB-23 (2)

Di formulê de, σ tezmînata Thomson e, ku nirxa hêza elektromotivê ya ku ji hêla cûdahiya germahiya 1 ° C ve hatî çêkirin, temsîl dike, û mezinahiya wê bi taybetmendiyên materyal û germahiya her du aliyan ve têkildar e.
Di çerxa girtî ya termokoplê de ku ji rêgezên A û B pêk tê li du têkiliyan du potansiyelên têkiliyê eAB (T) û eAB (T0) hene, û ji ber ku T> T0, di her rehên A û B. de jî potansiyelek termoelektrîk heye, lewma hêza Elektromotîfê ya Germayî ya tevahî EAB (T, T0) ya dorpêça girtî divê jimareya cebîrê ya hêza elektromotivê ya têkiliyê û potansiyela elektrîkê ya cûdahiya germahiyê be, ango:

(8.2-4)

Ji bo termûkopa bijartî, dema ku germahiya referansê domdar be, hêza termoelektromotîf a tevahî dibe fonksiyonek yek-hêja ya germahiya termînalê pîvandinê T, ango, EAB (T, T0) = f (T). Ev prensîpa bingehîn a pîvandina germê ya termopole ye.


Dema şandinê: Hezîran-11-2021