EN
konsep suhu
dari sudut pandangan fizikal, haba adalah ukuran tenaga yang terkandung dalam badan disebabkan oleh pergerakan molekul atau atom yang tidak teratur. sama seperti bola tenis mempunyai lebih banyak tenaga dengan peningkatan kelajuan, tenaga dalaman badan atau gas meningkat apabila suhu meningkat. suhu adalah pembolehubah yang, bersama dengan parameter lain seperti jisim dan haba spesifik, menerangkan kandungan tenaga badan.
ukuran asas suhu adalah darjah kelvin. pada 0 ° k (elvin), setiap molekul dalam badan adalah di rehat dan tidak ada lagi haba. oleh itu, tidak ada kemungkinan suhu negatif kerana tidak ada keadaan tenaga yang lebih rendah.
dalam penggunaan harian, amalan biasa adalah menggunakan sentigred (dahulu sentigred). titik sifarnya adalah pada titik beku air, yang boleh dengan mudah direproduksi dalam amalan. kini 0 ° c sama sekali bukan suhu terendah, kerana semua orang tahu dari pengalaman. dengan memperluaskan skala sentigred ke suhu terendah di mana semua pergerakan molekul berhenti, kita mencapai
manusia mempunyai keupayaan untuk mengukur suhu melalui deria dalam julat yang terhad. Walau bagaimanapun, dia tidak dapat menghasilkan semula pengukuran kuantitatif dengan tepat. bentuk pertama pengukuran suhu kuantitatif dibangunkan di Florence pada awal abad ke-17 dan bergantung pada pengembangan alkohol. skala berdasarkan suhu tertinggi pada musim panas dan musim sejuk. seratus tahun kemudian, ahli astronomi Sweden Celsius menggantikannya
suhu pengukuran elektrik
pengukuran suhu adalah penting dalam banyak aplikasi, seperti kawalan bangunan, pemprosesan makanan, dan pembuatan keluli dan produk petrokimia. aplikasi yang sangat berbeza ini memerlukan sensor suhu dengan struktur fizikal yang berbeza dan biasanya teknologi yang berbeza
dalam aplikasi perindustrian dan komersial, titik pengukuran biasanya jauh dari titik petunjuk atau kawalan. pemprosesan lebih lanjut pengukuran biasanya diperlukan dalam pengawal, perakam atau komputer. aplikasi ini tidak sesuai untuk petunjuk langsung termometer kerana kita tahu mereka dari penggunaan seharian, tetapi perlu menukar suhu ke dalam bentuk peranti lain, isyarat elektrik. untuk memberikan isyarat elektrik jauh ini, rtd
rtd mengamalkan ciri rintangan logam yang berubah dengan suhu. Mereka adalah sensor pekali suhu positif (ptc) yang rintangan meningkat dengan suhu. Logam utama yang digunakan adalah platinum dan nikel. sensor yang paling banyak digunakan adalah 100 ohm atau 1000 ohm rtds atau termometer rintangan platinum.
rtd adalah sensor yang paling tepat untuk aplikasi perindustrian dan juga menyediakan kestabilan jangka panjang yang terbaik. nilai perwakilan ketepatan rintangan platinum adalah + 0.5% daripada suhu yang diukur. selepas satu tahun, mungkin ada perubahan + 0.05 ° C melalui penuaan. termometer rintangan platinum mempunyai julat suhu 200 hingga 800 ° C.
perubahan rintangan dengan suhu
pemanduan logam bergantung pada mobiliti elektron konduktif. jika voltan digunakan pada hujung wayar, elektron bergerak ke kutub positif. kecacatan dalam kisi mengganggu pergerakan ini. mereka termasuk atom kisi luaran atau hilang, atom di sempadan butiran dan di antara kedudukan kisi. kerana lokasi kesalahan ini adalah suhu bebas, mereka menghasilkan rintangan yang berterusan. dengan peningkatan suhu, atom
platinum telah diterima secara meluas dalam pengukuran industri. kelebihannya termasuk kestabilan kimia, pembuatan yang agak mudah (terutamanya untuk pembuatan wayar), kemungkinan untuk mendapatkannya dalam bentuk kemurnian tinggi, dan sifat elektrik yang boleh diulangi. ciri-ciri ini menjadikan sensor rintangan platinum sensor suhu yang paling banyak bertukar.
termistor diperbuat daripada beberapa oksida logam dan rintangan mereka berkurangan dengan peningkatan suhu. kerana ciri rintangan berkurangan dengan peningkatan suhu, ia dipanggil sensor pekali suhu negatif (ntc).
disebabkan oleh sifat proses asas, bilangan elektron konduktif meningkat secara eksponensial dengan suhu; oleh itu, ciri menunjukkan peningkatan yang kuat. ketidaklinearitas yang jelas ini adalah kelemahan rintangan ntc dan mengehadkan julat suhu efektifnya kepada kira-kira 100 ° c. mereka, sudah tentu, boleh linearized oleh komputer automatik. Walau bagaimanapun, ketepatan dan line
asas termokopel adalah sambungan antara dua logam yang berbeza, termistor. voltan yang dihasilkan oleh termokopel dan rtd meningkat dengan suhu. berbanding dengan termometer rintangan, mereka mempunyai had suhu atas yang lebih tinggi, dengan kelebihan yang signifikan beberapa ribu darjah Celsius. kestabilan jangka panjang mereka agak miskin (beberapa darjah selepas setahun), dan ketepatan peng
kesan termoelektrik
apabila dua logam disambungkan bersama, voltan termoelektrik dihasilkan kerana tenaga pengikatan elektron dan ion logam yang berbeza. voltan bergantung pada logam itu sendiri dan suhu. agar voltan terma ini menghasilkan arus, kedua-dua logam tentu harus disambungkan bersama di hujung yang lain untuk membentuk litar tertutup. dengan cara ini, voltan terma dihasilkan di persimpangan
jika terdapat suhu yang sama di kedua-dua persimpangan, tidak ada aliran semasa kerana tekanan separa yang dihasilkan di kedua-dua titik saling membatalkan. apabila suhu di persimpangan berbeza, voltan yang dihasilkan berbeza dan aliran semasa. oleh itu, termokopel hanya dapat mengukur perbezaan suhu.
titik pengukuran adalah persimpangan yang terdedah kepada suhu yang diukur. persimpangan rujukan adalah persimpangan pada suhu yang diketahui. kerana suhu yang diketahui biasanya lebih rendah daripada suhu yang diukur, persimpangan rujukan biasanya dipanggil persimpangan sejuk. untuk mengira suhu sebenar titik pengukuran, suhu hujung sejuk mesti diketahui.
Instrumen lama menggunakan kotak sambungan kawalan termostatik untuk mengawal suhu sambungan sejuk pada nilai yang diketahui seperti 50C. Instrumen moden menggunakan filem nipis rtd di hujung sejuk untuk menentukan suhunya dan mengira suhu titik pengukuran.
voltan yang dihasilkan oleh kesan termoelektrik sangat kecil dan hanya beberapa mikrovolt per darjah sentigred. oleh itu, termokopel biasanya tidak digunakan dalam julat 30 hingga + 50 ° C, kerana perbezaan antara suhu persimpangan rujukan dan suhu persimpangan rujukan terlalu kecil untuk menghasilkan isyarat bukan gangguan.
Kawat rtd
dalam termometer rintangan, rintangan berubah dengan suhu. untuk menilai isyarat output, arus yang berterusan melalui dan penurunan voltan di seluruhnya diukur. untuk penurunan voltan ini, undang-undang ohm dipatuhi, v = ir.
arus pengukuran harus seminimal mungkin untuk mengelakkan pemanasan sensor. ia boleh dianggap bahawa arus pengukuran 1ma tidak akan memperkenalkan sebarang kesilapan yang jelas. arus menghasilkan penurunan voltan 0.1v dalam pt 100 pada 0 ° C. voltan isyarat ini kini mesti dihantar melalui kabel sambungan ke titik petunjuk atau titik penilaian dengan pengubahsuaian minimum. terdapat empat jenis litar
Litar 2 wayar
kabel 2-inti digunakan untuk sambungan antara termometer dan elektronik penilaian. seperti konduktor elektrik lain, kabel mempunyai rintangan berturut-turut dengan termometer rintangan. akibatnya, dua rintangan ditambah bersama dan elektronik menafsirkannya sebagai kenaikan suhu. untuk jarak yang lebih jauh, rintangan talian boleh mencapai beberapa ohm dan menghasilkan pergeseran yang signifikan dalam nilai yang diukur
Litar 3 wayar
untuk meminimumkan pengaruh rintangan talian dan turun naiknya dengan suhu, litar tiga wayar biasanya digunakan. ia termasuk menjalankan wayar tambahan pada salah satu kenalan rtd. ini menghasilkan dua litar pengukuran, yang satu digunakan sebagai rujukan. litar 3-wayar dapat mengimbangi rintangan talian dari segi jumlah dan variasi suhu. bagaimanapun, ketiga-tiga konduktor diperlukan untuk
Litar 4 wayar
bentuk sambungan termometer rintangan yang terbaik adalah litar 4-wayar. pengukuran tidak bergantung kepada rintangan talian atau perubahan suhu yang disebabkan. tidak diperlukan keseimbangan talian. termometer menyediakan arus pengukuran melalui sambungan kuasa. kejatuhan voltan pada talian pengukuran diambil oleh talian pengukuran. jika rintangan input peranti elektronik adalah beberapa kali lebih besar daripada rintangan talian, yang terakhir
Penghantar 2 wayar
dengan menggunakan pemancar 2-kawat dan bukannya kabel multi-kawat, masalah litar 2-kawat seperti yang dijelaskan di atas dapat dielakkan. pemancar menukar isyarat sensor menjadi isyarat arus normal 4-20ma, yang sebanding dengan suhu. bekalan kuasa kepada pemancar juga beroperasi melalui dua sambungan yang sama, menggunakan arus asas 4 ma. pemancar 2-kawat memberikan kelebihan
Pengkabelan termistor
rintangan termistor biasanya beberapa perintah besar lebih besar daripada mana-mana wayar plumbum. oleh itu, kesan rintangan plumbum pada bacaan suhu adalah tidak penting, sementara termistor hampir selalu disambungkan dalam konfigurasi 2-wayar.
Pengkabelan termokopel
Tidak seperti rtds dan termistor, termokopel mempunyai kaki positif dan negatif, jadi polariti mesti diperhatikan. mereka boleh disambungkan terus ke pemancar 2-kawat tempatan dan wayar tembaga boleh dikembalikan ke instrumen penerima. jika instrumen penerima dapat menerima input termokopel secara langsung, wayar termokopel yang sama atau wayar sambungan termokop
Berita panas