帶你熟悉熱電耦工作原理
發布時間:2013-03-21 責任編輯:easonxu
【導讀】熱re電dian耦ou是shi模mo擬ni設she計ji人ren員yuan都dou應ying該gai熟shu知zhi的de組zu件jian,是shi由you兩liang種zhong不bu同tong金jin屬shu製zhi成cheng的de溫wen度du測ce量liang傳chuan感gan器qi。它ta們men有you可ke能neng是shi銅tong製zhi的de或huo鐵tie製zhi的de,也ye可ke能neng是shi由you特te殊shu的de金jin屬shu混hun合he物wu製zhi成cheng的de。當dang導dao體ti的de一yi端duan與yu其qi另ling一yi端duan的de溫wen度du不bu一yi樣yang時shi,在zai導線的兩端就會產生一個電壓。
或(huo)許(xu)您(nin)從(cong)來(lai)都(dou)沒(mei)有(you)使(shi)用(yong)過(guo)熱(re)電(dian)耦(ou),假(jia)設(she)您(nin)沒(mei)有(you)必(bi)要(yao)知(zhi)道(dao)其(qi)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li),但(dan)我(wo)不(bu)同(tong)意(yi)這(zhe)一(yi)觀(guan)點(dian)。我(wo)相(xiang)信(xin)花(hua)上(shang)十(shi)分(fen)鍾(zhong)閱(yue)讀(du)相(xiang)關(guan)資(zi)料(liao)是(shi)非(fei)常(chang)值(zhi)得(de)的(de)。如(ru)果(guo)您(nin)已(yi)經(jing)非(fei)常(chang)熟(shu)悉(xi)其(qi)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)了(le),那(na)麼(me)在(zai)我(wo)做(zuo)錯(cuo)的(de)時(shi)候(hou)請(qing)告(gao)知(zhi)我(wo)。
redianoushiyouliangzhongbutongjinshuzhichengdewenduceliangchuanganqi。tamenyoukenengshitongzhidehuotiezhide,yekenengshiyouteshudejinshuhunhewuzhichengde。butongjinshucaizhidelianggendaoxianzaiyigejiedianchuxianglianjie(這給我們提供了第一個重要的點)——在節點處沒有電壓,這和您要連接的任何兩根導線一樣,在連接處不會產生電壓。

圖1:熱電耦工作原理
現在我們知道了:當導體的一端與其另一端的溫度不一樣時,在導線的兩端就會產生一個電壓。沒錯這是真的!無論該導線的電阻如何其隻表現為電壓而沒有電流流動——這zhe就jiu是shi塞sai貝bei克ke效xiao應ying。如ru果guo我wo們men使shi用yong兩liang種zhong不bu同tong的de金jin屬shu,那na麼me將jiang會hui產chan生sheng兩liang個ge不bu同tong的de電dian壓ya,並bing且qie二er者zhe的de電dian壓ya差cha可ke以yi在zai開kai路lu末mo端duan測ce量liang到dao,請qing參can見jian圖tu1.qingzhuyi,ruguoninxiangceliangchuxiangtongjinshudangendaoxiandejueduisaibeikedianya,nameninsuoceliangdedaoxianhuichanshengxiangxiangtongdedianya,celiangzhiweiling。ninzhinengceliangbutongdaoxianduizhijiandecha。
在完成該測量過程中,您需要在測量端創建一個或兩個以上的結點(如果兩根導線都不是銅導線的話就要創建兩個結點)。我們稱之為冷結點,這是因為一般而言(並非經常)在進行測量的一端的溫度比沒有進行測量的那一端的溫度會高些。
熱電耦隻測量溫差。請注意,在圖1中您測量了兩種示例情況下的相同電壓。熱結點和冷結點間100°C的溫差將產生4.1mV的電壓。獲取熱端絕對溫度測量的老式方法是將冷結點浸入一個冰冷的水中(這是被稱作冷結點的另一個原因)。已發布的熱電耦參數表假設冷結點為0°C.
如果您想知道熱結點的絕對溫度但不想用冷水浸沒法的話,您就必須要知道冷結點的溫度。該測量可以使用諸如TMP20或ADS1118(與A/D轉換器配合)、thermistor、RTD或其他可以測量絕對溫度(而非相對溫度)的(de)半(ban)導(dao)體(ti)傳(chuan)感(gan)器(qi)完(wan)成(cheng)。根(gen)據(ju)測(ce)量(liang)的(de)冷(leng)結(jie)點(dian)溫(wen)度(du)一(yi)個(ge)與(yu)熱(re)電(dian)耦(ou)係(xi)數(shu)相(xiang)同(tong)的(de)電(dian)壓(ya)被(bei)加(jia)了(le)進(jin)來(lai)。這(zhe)一(yi)工(gong)作(zuo)可(ke)以(yi)以(yi)模(mo)擬(ni)形(xing)式(shi)完(wan)成(cheng)也(ye)可(ke)以(yi)以(yi)數(shu)字(zi)形(xing)式(shi)完(wan)成(cheng),稱(cheng)為(wei)冷(leng)結(jie)點(dian)補(bu)償(chang)。如(ru)果(guo)冷(leng)結(jie)點(dian)為(wei)0°C,那麼這一合計的結果就是將會產生的電壓。
如果在冷結點處您需要一個絕對溫度傳感器,為什麼不隻使用該傳感器來測量熱端呢?熱電耦可以測量很寬泛的溫度範圍:低溫度測量到高達1800°C以上的高溫測量,具體取決於不同的類型。這或許會有其他好處,具體取決於應用。
ruguosuoyoudaoxiandouchanshengxiangtongdedianya,weishenmezaiwomendedianluzhongbunenglvlvkandaogaixiaoyingne?zaidianziyingyongdezhengchangwenduxia,dianyahendibingqiewomentongchangshiyongxiangtonghuojuyouxiangduidisaibeikexishudexiangsidedaoti。dangwomenshiyongbutongjinshushi,lianggejiediandewendutongchanghuishiyiyangde。
如果您要測量微小的DC電(dian)壓(ya),則(ze)您(nin)需(xu)要(yao)特(te)別(bie)小(xiao)心(xin)。例(li)如(ru),我(wo)們(men)測(ce)量(liang)高(gao)精(jing)度(du)斬(zhan)波(bo)放(fang)大(da)器(qi)的(de)失(shi)調(tiao)電(dian)壓(ya)時(shi),我(wo)們(men)就(jiu)必(bi)須(xu)要(yao)選(xuan)擇(ze)我(wo)們(men)諸(zhu)如(ru)連(lian)接(jie)器(qi)的(de)組(zu)件(jian)和(he)材(cai)料(liao),並(bing)精(jing)心(xin)布(bu)線(xian)。機(ji)械(xie)布(bu)局(ju)必(bi)須(xu)假(jia)設(she)不(bu)同(tong)導(dao)體(ti)的(de)結(jie)溫(wen)與(yu)其(qi)他(ta)導(dao)體(ti)相(xiang)近(jin)並(bing)且(qie)為(wei)熱(re)耦(ou)。我(wo)們(men)使(shi)用(yong)鎖(suo)存(cun)繼(ji)電(dian)器(qi)以(yi)最(zui)小(xiao)化(hua)熱(re)量(liang)並(bing)保(bao)持(chi)其(qi)他(ta)熱(re)源(yuan)不(bu)成(cheng)為(wei)低(di)電(dian)平(ping)電(dian)路(lu)。正(zheng)確(que)測(ce)量(liang)一(yi)些(xie)微(wei)電(dian)壓(ya)是(shi)一(yi)項(xiang)複(fu)雜(za)的(de)工(gong)作(zuo),且(qie)附(fu)帶(dai)的(de)熱(re)電(dian)耦(ou)通(tong)常(chang)是(shi)準(zhun)確(que)度(du)的(de)最(zui)終(zhong)極(ji)限(xian)。
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