Studiul termocuplului

Scopul lucrarii

Se vor studia functionarea si constructia termocuplelor. Se va ridica caracteristica tensiune-temperatura U=f(T)

I) Teoria lucrarii

Termocuplul este un traductor activ, furnizeaza o tensiune termoelectromotoare de valoare relativ redusa si proportionala cu temperatura. Nu necesita sursa de alimentare exterioara. Energia necesara functionarii este preluat din mediu al carei temperatura se masoara.

In ingineria electrica, un termocuplu este un senzor utilizat pentru măsurarea temperaturii. El funcționează pe baza efectului Seebeck, care conduce la formarea unei diferențe de potențial electric pe baza unei diferențe de potențial termic. Termocuplurile sunt utile pentru că pot fi integrate în mașini automate și pot măsura o gamă largă de temperaturi, limitarea lor principală reprezentând-o precizia.

Termocuplul se compune din două fire din metale diferite, numite termoelectrozi, sudate la un capăt 1. Capătul sudat se numește sudură caldă, iar celelalte capete 2 și 3, numite capete libere ale termocuplului, se leagă prin conductoarele de legătură la aparatul electric pentru măsurarea forței termoelectromotoare. Legăturile dintre capetele libere și conductoarele de legătură constituie sudura rece. Temperatura sudurilor reci trebuie menținută la o valoare constantă.

Structura termocuplului

Utilizarea, constructia termocuplurilor se face pe baza unor legi:

1.      Legea circuitului omogen: intr-un circuit omogen (conductoare de aceeasi natura) nu apare tensiune electromotoare, indiferent de diferenta de temperatura intre diferite puncte. Acesta permite utilizarea unor conductoare de legatura.

2.      Legea metalelor intermediare: intr-un circuit izoterm (T=constant) nu se genereaza tensiune termoelectromotoare indiferent de natura elementelor care formeaza circuitul. Acesta permite ca lipirea conductoarelor sa se faca cu un

alt material, respectiv ca jonctiunea rece sa fie formata si din circuitul de masurare, cu conditia ca elementele sa fie la aceeasi temperatura.

3.      Legea metalelor succesive: tensiunea termoelectromotoare generata de un termocuplu format din conductoarele A si B este egala cu diferenta tensiunilor termoelectromotoare generate de termocuplele formate din conductoarele A si C respectiv C si B, cu conditia ca diferenta de temperatura a jonctiunilor sa fie aceeasi. Pe baza acestei legi se face etalonarea termocuplurilor.

4.      Legea temperaturilor intermediare: tensiunea termoelectromotoare obtinuta pentru diferenta de temperatura T2 - T1 este egal cu suma tensiunilor termoelectromotoare obtinute pentru diferentele de temperatura T2 - T3 si T3 - T1 . Aceasta permite realizarea corectiilor la schimbarea temperaturilor de referinta. T2 - T1 =(T2 - T3)+(T3 - T1)

II) Descrierea instalatieSe realizeaza montajul ce cuprinde

2 termocuple 1 termometru 1 multimetru(voltmetru) transformator 220V

III) Modul de lucru

1. Se alimenteaza montajul de la tranformator2. Se citesc indicatile multimetrului la temperatura camerei inainte de a da drumul la

transformator3. Se da drumul transformatorului 4. Se citeste valorile indicate de multimetru pentru cele 2 termocuple5. Se citeste temperatura indicata de termometru din 4 in 4 grade si apoi indicatiel

multimetrului

IV) Date experimentaleNr.crt Temperatura(oC) ε1(mV) ε2(mV)

1. 20 0 02. 28 0.2 0.33. 32 0.4 0.54. 36 0.6 0.75. 40 0.7 1.06. 44 0.9 1.27. 48 1.1 1.48. 52 1.3 1.69. 56 1.4 1.910. 60 1.6 2.1