thiết kế và chế tạo mô hình điều khiển máy trộn, chương 12

Dải nhiệt độ làm việc đối với một cặp nhiệt điện thường bị hạn chế. Ở nhiệt độ thấp, năng suất nhiệt điện của nó giảm đi. Ở nhiệt độ cao, cặp nhiệt có thể bị nhiễm bẩn do môi trường đo hoặc xảy ra hiện tượng bay hơi một trong các chất thành phần của hợp kim làm cặp nhiệt, hoặc bị tăng kích thước hạt tinh thể dẫn đến làm tăng độ dòn cơ học, thậm chí có thể bị nóng chảy. Bảng dưới đây liệt kê một số loại cặp nhiệt điện thường gặp trong thực tế:...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
thiết kế và chế tạo mô hình điều khiển máy trộn, chương 12 Chương 12: Caùc loaïi caëp nhieät ñieän thöôøng duøng trong thöïc teá Daûi nhieät ñoä laøm vieäc ñoái vôùi moät caëp nhieät ñieän thöôøng bò haïn cheá. ÔÛ nhieät ñoä thaáp, naêng suaát nhieät ñieän cuûa noù giaûm ñi. ÔÛ nhieät ñoä cao, caëp nhieät coù theå bò nhieãm baån do moâi tröôøng ño hoaëc xaûy ra hieän töôïng bay hôi moät trong caùc chaát thaønh phaàn cuûa hôïp kim laøm caëp nhieät, hoaëc bò taêng kích thöôùc haït tinh theå daãn ñeán laøm taêng ñoä doøn cô hoïc, thaäm chí coù theå bò noùng chaûy. Baûng döôùi ñaây lieät keâ moät soá loaïi caëp nhieät ñieän thöôøng gaëp trong thöïc teá: Ñeå ñaûm baûo ñoä oån ñònh cuûa suaát ñieän ñoäng, phaûi aán ñònh nhieät ñoä söû duïng cao nhaát cho caëp nhieät coù tính ñeán caùc ñieàu kieän thöïc teá. Daây caøng nhoû thì nhieät ñoä cöïc ñaïi caøng thaáp. Baûng 5.3 trình baøy moät soá thí duï cho tröôøng hôïp caëp nhieät Chromel/Costantan. Baûng 5.3 Ñöôøngkínhdaây, 3,25 1.63 0,81 0,33 mm Nhieät ñoä cöïc 870 650 540 430 ñaïi, C Döôùi ñaây giôùi thieäu moät vaøi hình aûnh caùc loaïi caûm bieán nhieät ñoä thoâng duïng: Hình 5.8 Thermistor (nhieät ñieän trôû). Hình 5.9 Thermo couple (caëp nhieät ñieän). Hình 5.10 Thermostat. 5.4 ÑO NHIEÄT ÑOÄ BAÈNG DIODE VAØ TRANSISTOR 5.5.1 Ñaëc ñieåm chung vaø ñoä nhaïy nhieät: Coù theå ño nhieät ñoä baèng caùch söû duïng linh kieän nhaïy caûm laø diode hoaëc transistor maéc theo kieåu diode (noái B vôùi C) phaân cöïc thuaän vôùi 1 khoâng ñoåi (hình 5.11). Ñieän aùp giöõa hai cöïc seõ laø haøm cuûa nhieät ñoä . Ñoä nhaïy nhieät cuûa diot hoaëc cuûa tranzito maéc theo kieåu diot ñöôïc xaùc ñònh bôûi bieåu thöùc: dV S dT (5-30) Giaù trò cuûa ñoä nhaïy nhieät côõ –2,5mV/C. Ngoaøi ra, cuõng gioáng nhö ñoái vôùi ñieän aùp V, ñoä nhaïy nhieät coù theå phuï thuoäc vaøo doøng ngöôïc Io. Doøng naøy coù theå thay ñoåi raát khaùc nhau ñoái vôùi caùc linh kieän khaùc nhau, do vaäy neân choïn caùc linh kieän coù caùc ñaëc tröng töông töï (ñoái vôùi moät giaù trò doøng cho tröôùc phaûi coù cuøng ñieän aùp V vaø doøng Io cuõng nhö nhau). v1 v2 v vc v I I I1 I2 a) c) b) Hình 5.11 Caùc linh kieän söû duïng caûm bieán nhieät ñoä. a) diode b) transistor maéc theo kieåu diode c)caëp transistor maéc theo kieåu diode Ñeå taêng ñoä tuyeán tính vaø khaû naêng thay theá, ngöôøi ta thöôøng maéc theo sô ñoà hình 5.11c, duøng moät caëp transistor ñaáu theo kieåu diode maéc ñoái nhau vôùi hai doøng I1 vaø I2 khoâng ñoåi chaïy qua vaø ño hieäu ñieän theá B-E. Baèng caùch naøy seõ loaïi tröø ñöôïc aûnh höôûng cuûa doøng ngöôïc Io. Ñoä nhaïy nhieät trong tröôøng hôïp naøy ñöôïc tính theo bieåu thöùc: d (V1  V2 ) S dT (5-31) hoaëc tính baèng soá: I1 S  86,56. log (V.K-1) I2 (5-32) Ñoä nhaïy nhieät naøy lôùn hôn nhieàu so vôùi tröôøng hôïp duøng caëp nhieät nhöng nhoû hôn so vôùi tröôøng hôïp nhieät ñieän trôû. Ñieàu ñaëc bieät laø ôû ñaây khoâng caàn nhieät ñoä chuaån. Daûi nhieät ñoä laøm vieäc bò haïn cheá do söï thay ñoåi tính chaát ñieän cuûa caûm bieán ôû caùc nhieät ñoä giôùi haïn vaø naèm trong khoaûng T= - 50C150C. Trong khoaûng nhieät ñoä naøy, caûm bieán coù ñoä oån ñònh cao. 5.5.2 Quan heä ñieän aùp –Nhieät ñoä Xeùt tröôøng hôïp duøng caëp transistor Q1vaø Q2 ôû hình 5.11c. Giaû söû doøng Io gioáng nhau cho hai transistor, doøng ñieän chaïy qua caùc transistor laø I1 vaø I2, ñieän theá B-E töông öùng laø V1 vaø V2. Khi ñoù: qV1 KT I 1 I 1  I o exp  V1   ln KT q Io (5-33) qV2 KT I 2 I 2  I o exp  V2   ln KT q Io (5-34) Vieäc ño hieäu ñieän theá Vd = V1 –V2 cho pheùp loaïi tröø aûnh höôûng cuûa doøng ngöôïc Io: KT ...