Temperatuuriandur

Temperatuuri andur on seade, mis võimaldab hinnata parameetri väärtust ja vajadusel edastada informatsiooni edasi juhtimisahelas. Tänapäeval on individuaalsed testrid varustatud sellist tüüpi seadmetega, mis muudavad kasutuse mugavaks. Temperatuuri andurid erinevad disaini ja funktsionaalsuse poolest. Teised on mõeldud piima seisundi hindamiseks, teised sobivad sulatatud metallidele.

Termomeetrite ajalugu

Uurijad ei nõustu sellega, kes esmalt termomeetri leiutas. Kandidaadid rolliks:

1. Galileo Galilei.
2. Cornelis Drebbel.
3. Robert Flood.
4. Santorio Santorio.

More Philo of Bütsantsi ja Heron of Alexandria oli teadlik ainete muutuvatest omadustest temperatuuri mõjul. Eriti õhust huvitatud vanurid. On täheldatud, et kui veega osaliselt täidetud suletud kolvi temperatuur muutub kandja eraldumise tasemeks. See on väga sarnane tänapäeva elavhõbeda seadmetega. Galileo Galilei nimetas selle klassi seadmete leiutajat - teadlase loodud termoskoope. Erinevus on mastaapide puudumine.

Sunnitud ära tundma Robert Fludi pioneeri, kes oli esimene, kes kvantifitseeris muutuse mõõtmise 1638. aastal. Disain tuli väga edukaks. Midagi sarnast kasutatakse tööstuses ja täna.1613. ja 1611. aastal on Santorio Santorio ja Francesco Sagredo juba skaala katsetanud. Terminit "termomeeter" mainitakse esmakordselt 1624 La Récréation Mathématique'i väljaandes.

Kiiresti sai selgeks, et vee laienemise soojuskoefitsient ei olnud kõrge, juba 1654. aastal ilmus analoog koos alkoholiga, 1730. aastaks sai disain praktiliselt kaasaegse välimuse( Reaumuri füüsika ulatust kasutatakse Prantsusmaal ikka veel).Teadlased on aktiivselt katsetanud teisi vedelikke. Samal ajal tehti tööd skaalal: 1665. aastal pakkus Christian Huygens välja vee keemispunktid ja külmumispunktid.

Ühe kraadi kraadi mõiste puudus, kuni 1742. aastal jagas Celsius kahe eespool nimetatud punkti vahele 100 võrdseks osaks( algversioonis võeti vee keemistemperatuur nulliks, 100% jää sulanud).Ilmunud seade praeguses vaates.1848. aastal tõestas William Thomson( Lord Kelvin) võimalust luua absoluutne skaala nulliga, millest allpool ei langeks temperatuur enam( miinus 273,16 kraadi Celsiuse järgi - null Kelvini skaalal).Celsiuse ja Kelvini suurus on võrdne.

Termomeetri koostise lõplik vorm võttis 1714. aastal tänu Daniel Fahrenheitile, kes otsustas, et maksimaalne soojuspaisumistegur iseloomustab elavhõbedat.1724. aastal pakkus klaasipuhur enda skaalat, seadme nimi on Ray Bradbury lugu( võrdluspunktiks võeti vee, soola ja jää segu temperatuur).Lugu ei lõpe ja 1999. aastal ilmus esimene ajaline mittekontaktne termomeeter. Sarnaseid kasutatakse näiteks toiduks ettenähtud piima kasvatamiseks.

Kuidas mõõta temperatuuri

Mõõtmisteks kasutatakse ainete termomeetrilisi omadusi. See kõlab triviaalselt, nagu fraas „õli õline”, kuid see on reaalsus. Ained sõltuvad temperatuurist:

1. Geomeetrilised mõõtmed. Mainitud kvaliteet on iidsete poolt täheldatud õhu ja vee näitel. Tänapäeva maailmas kasutatakse sagedamini kahe erineva metalli erineva soojuspaisumise võimet. Nad on ühendatud riba, "tagasi tagasi", selgub, andur. Termomeetrit nimetatakse bimetalliks. Sarnased omadused paaris näitavad näiteks rauda ja tsinki. Need kaks riba, mida ühendavad needid koos, painuvad kuumutamisel.
2. elektriline takistus. Kvaliteeti kasutatakse pooljuhtide tehnoloogias aktiivselt. Kõik odavad külmikud, kus termoelemendi kasutamine on irratsionaalne, on varustatud sarnaste takistustega. Vara töötab praktikas. Loomulikult on materjalide omadused erinevad, parameetrite muutumise kiirus ei ole sama.
3. Elektromootor. Teadlased on avastanud, et üksikud pooljuhid on võimelised kuumutamisel moodustama potentsiaali. Sarnaseid omadusi iseloomustavad mineraalid. Näiteks kuulus turmaliin, mis sai nimeks selle võime meelitada tuhka( kuumutamisel omandas kristallpind tasu, mis põhjustas nimetatud nähtuse).
4. kiirgusspekter. Külmas keskkonnas asetatud keha kiirgab elektromagnetilist laadi laineid. Ja kiirguse tiheduse graafikul näib, et vasakpoolseks nihkunud tipuga tipp. Mida kõrgem on temperatuur, seda tugevamalt liigub mägi sagedusskaala. Näiteks päike on nii kuum, et päikesekiirguse maksimaalne hulk langeb rohelisel alal nähtavale spektrile. Sarnaselt näeb sepp punast kuuma metalli muutvat tooni, kui karusnahk on tulekahju. Spektraalsed termomeetrid võimaldavad kaugmõõtmisi.

termomeetrite laiendatud klassifikatsioon

Tehkem reservatsiooni, et selle ülevaatuse raames me ei eralda püromeetreid teemadest. See on mõnevõrra erinev seadmete klass, seda kasutatakse aktiivselt sarnastel eesmärkidel nagu temperatuuriandurid. Seega on tavaline eristada:

• Expansion termomeetrid. Tuginedes kehade võimele muuta geomeetrilisi mõõtmeid:

1. klaasivedelikud - väljaspool akent. Juba kaalutud temperatuuriandurid. Elavhõbedat kasutatakse sageli vedelikuna mitmel põhjusel: see säilitab agregatsiooni seisundi mitmesugustes keskkonnatingimustes, klaasi ei märjaks ja seda saab kergesti ekstraheerida looduslikest komponentidest. Puuduseks on toksilisus, väike temperatuuri laienemise ja külmumise koefitsient juba miinus 35 kraadi juures. See meenutab alkoholi termomeetrite eeliseid.
2. gabariit-termomeetrid põhinevad aine aururõhu sõltuvusel töötamiskambris. Selliseid süsteeme on lihtne kasutada vanade külmikute termostaatidena, kus puudub elektroonika. Plussid: süsteem ei vaja elektrivõrku, mis lihtsustab oluliselt seadme konstruktsiooni. Need temperatuuriandurid asuvad aurusti piirkonnas, läbi kontrolleriga ühendatud toru( mis asub külmutuskambris), kus on relee.

• Termomeetrilised andurid ja takistustermomeetrid sisaldavad termopaare ja termistoreid. See on hackneyed teema, puudutagem veidi allpool. Nende temperatuuriandurite materjalideks on metallid, pooljuhid ja muud perioodilise tabeli klassid.

termomeeter tööstusdisainilahendused

Seade, mis näitab kahe meedia vahelist liidest, on tunnustatud kui esimene ja kõige levinum igapäevaelus. See ei ole ainus mudel. Varem kasutatud kaalumõõturid. See koosnes õõnsast plaatina-pallist, mis oli osaliselt täidetud elavhõbedaga ja kapillaarava avaga. Mida kõrgem on temperatuur, seda suurem on õhku õhku. Selle tulemusena voolas välja rohkem elavhõbedat. Selle tulemusena tekkis tasakaal, temperatuuri hinnati järelejäänud massi järgi.

Võrdluseks kasutatakse plaatina resistentset termomeetrit( 13,81 kuni 903,89 kraadi kraadi) ja allpool( kuni 4,2 K) kasutatakse germaniumit. Kindlaksmääratud piiri kohal on juba kasutatud plaatina. Lõpuks kasutatakse kvaasi-monokromaatilist püromeetrit üle 1337,58 kraadi Kelvini. Nende vahendite abil saadi andmeid maailma kohta. On loogiline kasutada neid seadmeid tõmbamiseks. Kvaasmonokromaatne püromeeter töötab juba spektri hinnangul, see ei ole seotud resistentsusega.6300 K temperatuuril on enamik sulameid juba auru sisse viidud ning mikrolainekiirguse püromeetreid kasutatakse ülalmainitud märgist kõrgemal ja kuni 100 000 K.

Kvaasmonokromaatilise optilise püromeetri konstruktsiooni toimimise põhimõte põhineb uuritava keha spektri võrdlemisel võrdlus-( volfram) hõõgniidi spektriga. Seade sisaldab objektiivi, pildiotsija on varustatud filtriga, mis edastab valdavalt nähtava laine spektri. On võimalik reguleerida niidi kuumutamist reostaadiga, et näha seda uuritava keha taustal. Kui objektid muutuvad eristamatuteks( ühenduvad), saavutatakse volframi soovitud temperatuur. Täpsus sõltub suuresti katsetajast: meetod on värvipimedusele vastandlik. Mõõtmise ülempiiri piirab lõnga sulamistemperatuur.

Teised kvaasmonokromaatilised püromeetrid, mis kasutavad filtreid, eraldavad spektri osad. Näiteks, punane ja sinine ning seejärel nende intensiivsus määravad temperatuuri. Fotomeetrilisi andureid on siin juba kasutatud: valgus muutub pooljuhtmaterjalide omadustele. Teadaolevad seadmed, mis hindavad kõiki heitkoguseid. Me räägime terviklikust heledusest, kui objekti pilt on keskendunud tundlikule elemendile.

Allpool 4,2 K punkti kohaldatakse mitmeid võrdluskaalasid. Ultra-temperatuuri puhul 0,01 kuni 0,8 K kasutatakse aine magnetilise vastuvõtlikkuse sõltuvust kuumutamise astmest( on sobivam rääkida jahutamisest).Ülejäänud vahemikus kasutatakse küllastunud heeliumi( 3 ja 4) rõhu sõltuvust.

Lisaks eelmises osas loetletud põhimõtetele on teada ka alternatiivid, mida igapäevaelus ei kasutata. Kui te ei võta konstruktsiooniteemalisi seadmeid arvesse. Me räägime nüüd termilistest piltidest, kus kasutatakse üldist maastiku visuaalset hindamist. Sellega seoses meenutavad seadmed optilisi püromeetreid. Just silmapaistev ehitaja leiab, et piirkonnad, mis üldist pilti väga häirivad, võtavad asjakohaseid parandusmeetmeid.Ülejäänud pilditöötleja töötab valgustundlike elementide maatriksi alusel. Seade ei sisalda temperatuuri mõõtmist( ainult kvalitatiivne hindamine).

Me ei räägi termopaaridest ja takistustest, enamikule lugejatele mõeldud teave on juba teada. Me ainult mainime, et igapäevaelus kasutatakse sageli kahte liiki seadmeid. Kaasa arvatud eespool nimetatud testrite sondid. Vastupanu temperatuur sõltub tavaliselt lineaarsest, nurk sõltub materjalist. Termopaaride puhul koosnevad andurid kahest erinevast pooljuhtist. Temperatuuri muutumine toob kaasa struktuuri tekkimise potentsiaali tekkimise.

Tänapäeval sisalduvad mikrokiipide koostises sageli elementaarsed andurid. See ei ole uudis, et integreeritud lahendusi on palju lihtsam kasutada. Samamoodi on liikumisanduril varustatud elektroonilise täitega, et võimendada algsignaali vastuvõetava väärtusega. Sisestage integreeritud temperatuuriandurite ja muude funktsioonide võimaluste ulatus. Temperatuuri mõõtmise põhimõtted on vähe, kui te ei võta arvesse eksootilist, kui magnetilist vastuvõtlikkust, on need kõik lihtsad. Kodumajapidamises kasutatakse sageli bimetallplaate.