Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям

Как работают электронные градусники?

30.12.2020
15:35
Как работают электронные градусники? . Популярно про термопары.. Прочитав фразу «измерение температуры», подавляющее большинство граждан невольно представит в голове картинку из детства, когда доктор давал подержать под мышкой стеклянный градусник, заполненный ртутью. Действительно – знать температуру тела нужно, чтобы понять, что происходит в организме и какое нужно лечение. Но контролировать температуру в технике, в машинах и механизмах – не менее важно для их нормальной работы. Ртутные градусники здесь не подойдут, инженеры используют совсем другие приборы. Чаще всего можно встретить разные термопары, на изготовление которых идут металлы с загадочными для непрофессионала названиями: хромель, копель, алюмель… Что это такое и как оно работает – попробуем разобраться. Физикам знаком термоэлектрический эффект – явление, возникающее, если два куска из разных металлов соединить между собой одним концом, и нагреть место контакта. При этом возникает разность потенциалов между горячим и холодными концами проводов, величина которой по определенному правилу связана со степенью нагрева. Поэтому измеряя эту величину (ее называют термо-ЭДС) специально настроенным вольтметром, можно довольно точно узнать температуру нагретого спая. Термоэффект характерен для многих металлов, однако лишь единицы из них используют на практике для создания датчиков. Причины здесь различны. К примеру, отличные термопары можно изготовить из проволоки драгоценных металлов – платины и платино-родиевого сплава. Вот только цена такого датчика окажется дороже, чем весь остальной механизм. Другие металлы плохо переносят нагрев, теряют прочность, быстро окисляются. Величина термо-ЭДС выбранной комбинации проводов тоже желательна не низкая и желательно линейно зависящая от температуры. Поэтому преимущественное применение в технике нашли лишь несколько наборов особо подобранных сплавов, обладающих сразу всем комплексом нужных качеств. Они жаростойкие, то есть могут долго работать не теряя свойств при нагревании до 600 градусов и даже выше. При этом металлам нужно сохранять нужную прочность и упругость, чтобы датчики не теряли форму. Материалу надо быть стойким к окислению в агрессивной атмосфере, ведь измерять температуру приходится и в химическом реакторе, и в разогретом моторе в соседстве с активной смазкой, и в десятках других непростых сред. Наконец, желательно использовать недорогие доступные металлы, не содержащие дефицитных добавок. Лучше других указанным критериям подошли никелевые сплавы хромель и алюмель, а также медно-никелевый копель. Алюмель почти полностью (на 91-95%) состоит из никеля с добавкой по 1-2% марганца, алюминия и кремния. В составе хромеля порядка 90% никеля и 10% хрома. Копель отличается от них тем, что его относят к группе медных сплавов – 55-57% меди, 42-44% никеля с кобальтом. Термопары типа ТХК (хромель-копель) и ТХА (хромель-алюмель) – самый частый случай термодатчиков практически во всех технических и научных приборах, для работы в диапазоне от минус 200 до 1100 градусов. Их можно встретить и в быту – там, где есть детали, нагретые до температур больше 100 градусов (электрические паяльники, утюги, духовки газовых или электроплит, хлебопечки, множество иных полезных приборов).  
Популярно про термопары.

Прочитав фразу «измерение температуры», подавляющее большинство граждан невольно представит в голове картинку из детства, когда доктор давал подержать под мышкой стеклянный градусник, заполненный ртутью. Действительно – знать температуру тела нужно, чтобы понять, что происходит в организме и какое нужно лечение. Но контролировать температуру в технике, в машинах и механизмах – не менее важно для их нормальной работы. Ртутные градусники здесь не подойдут, инженеры используют совсем другие приборы. Чаще всего можно встретить разные термопары, на изготовление которых идут металлы с загадочными для непрофессионала названиями: хромель, копель, алюмель… Что это такое и как оно работает – попробуем разобраться.

Физикам знаком термоэлектрический эффект – явление, возникающее, если два куска из разных металлов соединить между собой одним концом, и нагреть место контакта. При этом возникает разность потенциалов между горячим и холодными концами проводов, величина которой по определенному правилу связана со степенью нагрева. Поэтому измеряя эту величину (ее называют термо-ЭДС) специально настроенным вольтметром, можно довольно точно узнать температуру нагретого спая.

Термоэффект характерен для многих металлов, однако лишь единицы из них используют на практике для создания датчиков. Причины здесь различны. К примеру, отличные термопары можно изготовить из проволоки драгоценных металлов – платины и платино-родиевого сплава. Вот только цена такого датчика окажется дороже, чем весь остальной механизм. Другие металлы плохо переносят нагрев, теряют прочность, быстро окисляются. Величина термо-ЭДС выбранной комбинации проводов тоже желательна не низкая и желательно линейно зависящая от температуры.

Поэтому преимущественное применение в технике нашли лишь несколько наборов особо подобранных сплавов, обладающих сразу всем комплексом нужных качеств. Они жаростойкие, то есть могут долго работать не теряя свойств при нагревании до 600 градусов и даже выше. При этом металлам нужно сохранять нужную прочность и упругость, чтобы датчики не теряли форму. Материалу надо быть стойким к окислению в агрессивной атмосфере, ведь измерять температуру приходится и в химическом реакторе, и в разогретом моторе в соседстве с активной смазкой, и в десятках других непростых сред. Наконец, желательно использовать недорогие доступные металлы, не содержащие дефицитных добавок.

Лучше других указанным критериям подошли никелевые сплавы хромель и алюмель, а также медно-никелевый копель. Алюмель почти полностью (на 91-95%) состоит из никеля с добавкой по 1-2% марганца, алюминия и кремния. В составе хромеля порядка 90% никеля и 10% хрома. Копель отличается от них тем, что его относят к группе медных сплавов – 55-57% меди, 42-44% никеля с кобальтом.

Термопары типа ТХК (хромель-копель) и ТХА (хромель-алюмель) – самый частый случай термодатчиков практически во всех технических и научных приборах, для работы в диапазоне от минус 200 до 1100 градусов. Их можно встретить и в быту – там, где есть детали, нагретые до температур больше 100 градусов (электрические паяльники, утюги, духовки газовых или электроплит, хлебопечки, множество иных полезных приборов).

 

477Просмотров

Читать далее
Бурсит — очень коварное заболевание опорно-двигательного аппарата.
Еще совсем недавно неожиданная для всех самоизоляция многих из нас серьезно выбила из колеи.
Онлайн-микрозайм помогает в трудную минуту быстро получить деньги в долг без особых формальностей. Предлагают такие ссуды микрофинансовые организации, работающие под надзором ЦБ РФ.
Не все невесты мечтают о пышном платье. Благо свадебная мода шагнула далеко вперед. Теперь не составит труда подобрать безупречный вариант. Многие дизайнеры в своих показах демонстрируют прямые свадебные платья с рукавами.
По жизни активные кошки имеют массу приспособлений для обеспечения подвижного образа жизни.
Все больше россиян приобретают новое жилье, где необходимо делать ремонт той или иной сложности.
Без качественного фреона не могут работать многие производства по всей стране.
Опрос
Где вы провели новогодние каникулы?
Дома, в кругу семьи
В гостях у родственников (друзей)
В торговых центрах
На курорте
На турбазе
За границей
Открыл новые города России
В больнице
На работе
В одиночестве