تعويض الوصلة الباردة لأجهزة إرسال درجة الحرارة
الأشخاص الذين يعملون كثيرًا مع المزدوجات الحرارية قد لا يعرفون بالضبط كيف يعمل الوصل البارد للمزدوجات الحرارية (المرجع). لكي نتمكن من مناقشة الوصلة الباردة، نحتاج أولاً إلى فهم موجز لنظرية المزدوجات الحرارية وكيفية عمل المزدوجات الحرارية.
الوصلة الباردة أو الوصلة المرجعية
المزدوجة الحرارية"تقاطع بارد"غالبا ما يشار إليها باسم"تقاطع مرجعي"، ولكن في رأينا يستخدم الناس هذا المصطلح"تقاطع بارد"في كثير من الأحيان.
المزدوجات الحرارية المشتركة
المزدوجات الحرارية هي أجهزة استشعار درجة الحرارة الشائعة في الصناعة. العديد من المزايا للمزدوجات الحرارية تجعلها مستخدمة على نطاق واسع. يمكن استخدامها لقياس درجات حرارة عالية جدًا، أعلى بكثير من أجهزة استشعار درجة الحرارة المقاومة (أهداف التنمية المستدامة). تعتبر المزدوجة الحرارية أيضًا مستشعرًا قويًا جدًا، لذلك لن تنكسر بسهولة. على الرغم من أن المزدوجات الحرارية ليست دقيقة مثل أجهزة استشعار درجة الحرارة المقاومة، إلا أنها دقيقة بما فيه الكفاية في العديد من التطبيقات.
كيف تعمل المزدوجات الحرارية
تيتكون هيرموكوبلي من سلكين مصنوعين من موصلات كهربائية مختلفة متصلة ببعضها البعض في أحد طرفيها ("حار"نهاية) وهي النهاية المستخدمة لقياس درجة الحرارة. وكما اكتشف توماس يوهان سيبيك عام 1821، أنه عندما تتعرض نقاط توصيل هذه الأسلاك لدرجات حرارة مختلفة، يتولد تيار حراري، مما يخلق فجوة صغيرة بين الأسلاك عند الأطراف المفتوحة. الجهد االكهربى. يعتمد الجهد على درجة الحرارة والمادة المستخدمة في السلك. ويسمى هذا التأثير"تأثير سيبيك".
رسم تخطيطي مبسط للمزدوجة الحرارية
"المواد الحرارية 1 و 2"في الشكل أعلاه تمثل مادتين مختلفتين تستخدمان في المزدوجات الحرارية."T1"هي الوصلة الساخنة للمزدوجة الحرارية، وهي النقطة التي يتم فيها قياس درجة الحرارة. الاثنان"TCJ"هي درجة حرارة التقاطع البارد. بسبب التدرج في درجة الحرارة في السلك المزدوج الحراري، يتم إنشاء الجهد الحراري دائمًا بين السلكين"حار"و"بارد"ينتهي. لذا، ليست الوصلة هي التي تولد الجهد، بل إن تدرج درجة الحرارة على طول السلك هو الذي يولد الجهد. ولكن تفسير ذلك من الأسهل فهم الجهد الحراري الذي يتم توليده بين المحطات الساخنة والباردة.
أنواع ومواد المزدوجات الحرارية
هناك أنواع عديدة من المزدوجات الحرارية المصنعة من مواد وسبائك مختلفة. تؤدي المواد المختلفة إلى حساسيات مختلفة، وتنتج جهودًا حرارية مختلفة عند نفس درجة الحرارة، ويمكن أن تؤثر على خصائص أخرى. تم توحيد عدة أنواع مختلفة من المزدوجات الحرارية وتم إعطاء تسميات للمواد المحددة المستخدمة. الاسم عادة ما يكون قصيرا جدا، وعادة ما يكون حرف واحد فقط، مثل K، R، S، J، K، إلخ.
المزدوجات الحرارية الأكثر شيوعا وموادها
نظرًا لأن المزدوجات الحرارية المختلفة مصنوعة من مواد مختلفة، فإن الفولتية الحرارية تختلف أيضًا، كما هو موضح في الشكل أدناه. عند نفس درجة الحرارة، يختلف الجهد المتولد بين الأنواع المختلفة بشكل كبير.
تالجهد الحراري للمزدوجة الحرارية
معامل سيبيك للمزدوجة الحرارية
إذا كنت ترغب في قياس درجات حرارة منخفضة، فمن الواضح أن الأنواع الأكثر حساسية هي الأفضل لأنها توفر جهدًا أعلى وأسهل في القياس. ولكن إذا كنت بحاجة إلى قياس درجات حرارة عالية، فقد ترغب في اختيار بعض الأنواع الأقل حساسية والتي يمكن استخدامها في الحرارة الشديدة. يشير معامل سيبيك إلى مدى تغير جهد المزدوجات الحرارية بالنسبة لدرجة الحرارة. يوضح الرسم البياني أعلاه الحساسيات المختلفة بين المزدوجات الحرارية المختلفة، ويشرح أيضًا سبب احتواء معايرة المزدوجات الحرارية غالبًا على فئات دقة مختلفة لأنواع مختلفة من المزدوجات الحرارية.
نهاية باردة
نقدم مخططًا مبسطًا للمزدوجة الحرارية يُظهر موصلين مختلفين متصلين معًا مما يؤدي إلى إنشاء جهد حراري في &نبسب;"تقاطع ساخن"اتصال. في هذه المرحلة، يجب أن يكون السؤال الكبير الذي ستطرحه هو"أين الطرف الآخر من السلك؟"عند قياس الجهد من المزدوجة الحرارية، تقوم بتوصيل الأسلاك من المزدوجة الحرارية إلى الفولتميتر. عادة ما تكون مادة توصيل الفولتميتر من النحاس أو النحاس المطلي بالذهب، لذا فهي ليست نفس مادة المزدوجة الحرارية، مما يعني أنك تقوم بإنشاء مزدوجتين حراريتين جديدتين في وصلة الفولتميتر!
في الرسم البياني أعلاه، المادة 1 والمادة 2 هما المادتان المزدوجتان الحراريتان اللتان تشكلان المزدوجة الحرارية. ال"نهاية ساخنة"هي النقطة التي يتم فيها لحامهما معًا، وهذه هي النقطة التي يتم فيها قياس درجة حرارة العملية والنقطة التي يتم فيها توليد الجهد U1. هذا U1 هو ما نريد قياسه. في ال"تقاطع بارد"النقطة، يتم توصيل المزدوجة الحرارية بالفولتميتر الذي يتكون اتصاله من مادة مختلفة (المادة 3). طالما أن هذه المواد المختلفة لها نفس درجة الحرارة المحيطة، فإن الفولتية الإضافية U2، U3 التي تولدها ليس لها أي تأثير على الجهد الحراري الإجمالي. الجهد الحراري في جدول الفهرس هو مجموعة الجهد الناتجة عن التدرج الحراري من الطرف الساخن إلى الطرف البارد عندما يكون الطرف البارد عند 0 درجة مئوية. ومع ذلك، في التطبيقات العملية، فإن درجة الحرارة المحيطة لجهاز إرسال درجة الحرارة والوصلة الباردة للمزدوجة الحرارية ليست 0 درجة مئوية في معظم الحالات. لذلك، يجب إزالة تأثير درجة حرارة الوصلة الباردة عند حساب درجة حرارة الوصلة الساخنة باستخدام جدول الفهرس، والذي يسمى أيضًا تعويض الوصلة الباردة.
طريقة تعويض الوصل البارد
1. طريقة حمام نقطة التجمد
بطبيعتها، لا تنتج الوصلات المزدوجة الحرارية أي جهد حراري عند درجة حرارة 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت). لذلك، يمكنك توصيل الوصلات الباردة عند درجة الحرارة تلك، على سبيل المثال في حمام نقطة التجمد أو في فرن معايرة درجة الحرارة الدقيقة. قم بتوصيل الأسلاك المزدوجة الحرارية بالأسلاك النحاسية في حمام نقطة التجمد دون توليد جهد حراري أثناء التوصيل. ثم لا داعي للقلق بشأن النهاية الباردة. يجب عزل الوصلات كهربائيًا عن الماء الموجود في حمام الثلج لتجنب أي تيارات تسرب قد تسبب أخطاء أو تآكلًا محتملاً. وهذه طريقة دقيقة جدًا ويتم إجراؤها عادةً بواسطة مختبرات المعايرة. في المصانع، هذا ليس عمليًا جدًا، لذلك لا يتم استخدامه عادةً في المصانع.
2. تقاطع بارد عند درجة حرارة ثابتة
نظرًا لأن أحواض الثلج غير عملية، يمكنك أيضًا إجراء الوصلة الباردة عند درجة حرارة معروفة وثابتة. يمكن استخدام صندوق التوصيل الصغير، والذي يحتوي على جهاز للتحكم في درجة الحرارة للحفاظ على صندوق التوصيل عند درجة حرارة معينة في جميع الأوقات. عادة، تكون درجة الحرارة أعلى من درجة الحرارة المحيطة، لذلك يحتاج الصندوق فقط إلى التسخين، وليس التبريد.
عندما تعرف درجة الحرارة عند الوصل البارد ونوع المزدوجة الحرارية، يمكنك حساب الجهد الحراري عند الوصل البارد وتعويضه. تتمتع العديد من أجهزة القياس أو أجهزة معايرة درجة الحرارة بالقدرة على إدخال درجة حرارة الوصلة الباردة وسيقوم الجهاز بجميع الحسابات والتعويضات نيابةً عنك.
3. التعويض التلقائي لقياس درجة حرارة الوصلة الباردة
اترك الأمر لأجهزة القياس لتحسب تلقائيًا. يمكن لجهاز القياس (جهاز الإرسال، بطاقة إدخال DCS) قياس درجة حرارة الوصلة الباردة في أي وقت، وتعويض خطأ الوصلة الباردة تلقائيًا عبر الإنترنت. وبما أن جهاز القياس يعرف أيضًا نوع المزدوجة الحرارية، فيمكن إجراء التعويض تلقائيًا وبشكل مستمر.
هذه هي بالضرورة الطريقة الأسهل والأكثر عملية للتعويض عن الوصلات الباردة في القياسات والمعايرة العادية، حيث لا داعي للقلق بشأن الوصلات الباردة، ولكن دع الجهاز يتعامل معها.
تعويض الوصلة الباردة لـ إن سي إس-TT106
منتجات الارسال درجة الحرارة وحدات oFمcom.com.icrocyberجorporation تشمل هارت، بروفيبوس السلطة الفلسطينية، FF H1 ثلاث اتفاقيات.
دعم جميع طرق تعويض الوصلة الباردة المذكورة أعلاه، وهناك طريقتان للتعويض التلقائي لقياس درجة حرارة الوصلة الباردة. يمكنك اختيار استخدام مستشعر درجة الحرارة المدمج بالقرب من طرف إن سي إس-TT106، أو يمكنك اختيار مستشعر درجة حرارة خارجي مقاوم للبلاتين. دقة قياس درجة الحرارة لمستشعر درجة الحرارة المدمج هي ±0.5 درجة مئوية، وعندما يتم توصيل مستشعر درجة الحرارة المقاومة البلاتينية PT100 الخارجي، تكون دقة قياس درجة الحرارة ±0.15 درجة مئوية.
