CẢM BIẾN NHIỆT ppt
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.36 MB, 43 trang )
1
1. HIỆU ỨNG NHIỆT ĐIỆN (HIỆU ỨNG SEEBACK) :
2
( ) ( )
(
)
= − = −
∫
1
2
T
T1 T2 B A
T
V V V S T S T .dT
S
B
(T) và S
A
(T) là hệ số Seeback của các kim lọai A và B.
T
1
và T
2
là nhiệt độ tác động tại mỗi mối nối.
3
( ) ( )
B A 1 2
V S S . T T
= − −
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
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.
4
2. HIỆU ỨNG PELTIER :
5
6
CẤU TẠO CỦA ĐẦU THERMOCOUPLE
7
8
9
3. PHÂN LỌAI THERMOCOUPLE THEO ASTM
(ASTM : American Society for Testing and Materials )
10
Đặc tính điện áp thay đổi theo nhiệt độ của các lọai thermocouple.
11
Hệ số Seebeck là đạo hàm của điện áp theo biến nhiệt độ.
12
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:
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.
do 1 2
V V V
= −
13
4.2. Ý TƯỞNG KHẮC PHỤC SAI SỐ BAN ĐẦU:
Sai số có được do áp sinh ra tại mối nối J2.
Muốn khử đi giá trị này cần dùng thêm thermocouple thứ
hai cùng lọai với themocouple tại J1. Thermocouple lắp thêm
được gọi là thermocouple tham chiếu hay mối nối tham chiếu
(Reference Junction).
Khi liên kết , chú ý cực tính của hai thermocouple.
14
4.3. MỞ RỘNG PHÉP ĐO ĐIỆN ÁP TRÊN
THERMOCOUPLE:
V
1
= V
N?u
V
3
= V
4
khi
T
J3
= T
J4
Khảo sát định luật Kirchhoff 2 trên mắt lưới của mạch đo, ta có:
V1 = V
Nếu
V3 = V4
khi
TJ3 = TJ4
1 2 3 4 do
V V V V V
− + − =
V2 = 0 vì thermocouple tham chiếu nhúng trong bể đá đang tan.
Tại các mối nối J3 và J4 có các áp nhiệt điện là V3 và V4 , nếu nhiệt
độ tại các mối nối này bằng nhau thì giá trị V3 = V4 .
Tóm lại giá trị đọc trên DVM chính là điện áp nhiệt điện sinh ra
trên thermocouple chính.
15
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:
( )
= −
ño Th 1 REF
V S . T T
16
MẠCH THAM CHIẾU 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 khối này chúng ta có nhiệt độ tham khảo là T
REF.
( )
= −
ño Th 1 REF
V S . T T
17
18
4.4. PHƯƠNG PHÁP ĐO CÓ BÙ DÙNG PHẦN CỨNG
(HARDWARE COMPENSATION):
Áp 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).
