THERMOCOUPLE TRONG ĐO LƯỜNG NHIỆT ĐỘ ppt



Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
1
Ñ
Ñ
A
A
Ï
Ï
I HO
I HO
Ï
Ï
C COÂNG NGHE
C COÂNG NGHE
Ä
Ä
SA
SA
Ø
Ø
I GO
I GO
Ø
Ø
N
N
THERMOCOUPLE
THERMOCOUPLE

Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
2
TO
TO


NG QUAN VE
NG QUAN VE


THERMOCOUPLE
THERMOCOUPLE
Lũch
Lũch
s
s
ửỷ
ửỷ
pha
pha
ự
ự
t
t
trie
trie
ồ

ồ
n
n
cu
cu
ỷ
ỷ
a
a
Thermocouple
Thermocouple
1821
1821
1826
1826
1885
1885
1958
1958
-
-
1965
1965
1834
1834
Antoine Cesar
Antoine Cesar
Becquerel
Becquerel
Platin

Platin
-
-
Palladium
Palladium
Henri Le
Henri Le
Chatelier
Chatelier
Platin/Rhodium
Platin/Rhodium
-
-
Platin
Platin
Thomas Johann
Thomas Johann
Seebeck
Seebeck
Hie
Hie
ọ
ọ
u
u
ửự
ửự
ng
ng
nhie

nhie
ọ
ọ
t
t
ủ
ủ
ie
ie
ọ
ọ
n
n
hay
hay
hie
hie
ọ
ọ
u
u
ửự
ửự
ng
ng
Seeback
Seeback
Jean Charles
Jean Charles
Althanase

Althanase
Peltier
Peltier
Hie
Hie
ọ
ọ
u
u
ửự
ửự
ng
ng
la
la
ứ
ứ
m
m
la
la
ù
ù
nh
nh
nhie
nhie
ọ
ọ
t

t
ủ
ủ
ie
ie
ọ
ọ
n
n
hay
hay
hie
hie
ọ
ọ
u
u
ửự
ửự
ng
ng
Piltier
Piltier
W.
W.
Obrowski
Obrowski
T
T
ỡ

ỡ
m
m
ủử
ủử
ụ
ụ
ù
ù
c
c
ca
ca
ở
ở
p
p
nhie
nhie
ọ
ọ
t
t
ủ
ủ
ie
ie
ọ
ọ
n

n
o
o
ồ
ồ
n
n
ủ
ủ
ũnh
ũnh
nha
nha
ỏ
ỏ
t
t
30% Rhodium (+)
30% Rhodium (+)
6% Rhodium (
6% Rhodium (
-
-
)
)


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
3

HIE
HIE
Ä
Ä
U
U
Ứ
Ứ
NG SEEBACK (NHIE
NG SEEBACK (NHIE
Ä
Ä
T
T
Đ
Đ
IE
IE
Ä
Ä
N)
N)
+
-
v
Kim loại B
Kim loại A
T1 [
0
C]

T2 [
0
C]
 
dT.)T(S)T(SV
1
T
2T
AB


Nếu trong dãy nhiệt độ làm việc mà
các hệ số Seebeck là hằng số thì:




21AB
T
T
.
S
S
V



Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
4

HIE
HIE
Ä
Ä
U
U
ÖÙ
ÖÙ
NG PELTIER
NG PELTIER


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
5
BO
BO
Ä
Ä
LA
LA
Ø
Ø
M LA
M LA
Ï
Ï
NH DU
NH DU
Ø

Ø
NG HIE
NG HIE
Ä
Ä
U
U
ÖÙ
ÖÙ
NG PELTIER
NG PELTIER


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
6
GIA
GIA
Û
Û
I NHIE
I NHIE
Ä
Ä
T A
T A
Ù
Ù
P DU
P DU

Ï
Ï
NG HIE
NG HIE
Ä
Ä
U
U
ÖÙ
ÖÙ
NG PEILTIER
NG PEILTIER


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
7
PHÂN LOA
PHÂN LOA
Ï
Ï
I THERMOCOUPLE THEO ASTM
I THERMOCOUPLE THEO ASTM
ASTM:
ASTM:
A
A
merican
merican
S

S
ociety for
ociety for
T
T
esting and
esting and
M
M
aterials
aterials
Oxid hóa, không
chuyển động
70  1480
PLATINUM (13%RHODIUM) (+)
PLATINUM (-)
R
Oxid hóa, không
chuyển động
70  1480
PLATINUM (10%RHODIUM) (+)
PLATINUM (-)
S
Oxid hóa, không
chuyển động
10  1820
PLATINUM (30%RHODIUM) (+)
PLATINUM (6%RHODIUM) (-)
B
Oxid hóa270  1260

NICOSIL (+)
NISIL (-)
N
Hòan tòan không
chuyển động
40-200  1260
CHROMEL (+)
ALUMEL(-)
K
Ăn mòn, ẩm, dưới 0
o
C40-200  371
COPPER (+)
CONSTANTAN(-)
T
Oxid hóa, không
chuyển động, chân
không
510  760
IRON (+)
CONSTANTAN(-)
J
Oxid hóa, không
chuyển động, chân
không
62-200  900
CHROMEL (+)
CONSTANTAN(-)
E
MÔI TRƯỜNG

ÁP DỤNG
HỆ SỐ
SEEBECK (20
O
C)
[V/
O
C]
DẢY NHIỆT ĐỘ
[
0
C]
VẬT DẪNLOẠI


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
8
BA
BA
Û
Û
O VE
O VE
Ä
Ä
THERMOCOUPLE
THERMOCOUPLE



Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
9
Đ
Đ
A
A
Ë
Ë
C T
C T
Í
Í
NH
NH
Đ
Đ
IE
IE
Ä
Ä
N A
N A
Ù
Ù
P THEO NHIE
P THEO NHIE
Ä
Ä
T

T
Đ
Đ
O
O
Ä
Ä
Hệ số Seebeck
phản ảnh tốc độ
tăng điện áp áp
theo nhiệt độ,
chính là đạo
hàm của điện áp
theo nhiệt độ


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
10
Đ
Đ
A
A
Ë
Ë
C T
C T
Í
Í
NH HE

NH HE
Ä
Ä
SO
SO
Á
Á
SEEBECK THEO NHIE
SEEBECK THEO NHIE
Ä
Ä
T
T
Đ
Đ
O
O
Ä
Ä
Thermocouple
loại K có hệ số
Seebeck ổn đònh
nhất, vì vậy nó
là loại được sử
dụng nhiều hơn
các loại khác.


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002

11
PH
PH
Ư
Ư
ƠNG PHA
ƠNG PHA
Ù
Ù
P
P
Đ
Đ
O
O
Đ
Đ
IE
IE
Ä
Ä
N A
N A
Ù
Ù
P TRÊN THERMOCOUPLE
P TRÊN THERMOCOUPLE
…………………….
Kết quả đo: V = V
3

+ V
1
-V
2
= V
1
- V
2
(phản ánh không đúng nhiệt độ đo)


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
12
KHA
KHA
É
É
C PHU
C PHU
Ï
Ï
C SAI SO
C SAI SO
Á
Á
Ta có:
V
3
= 0;

V
4
= 0;
V
2
= 0
Do đó: V = V
1
Phản ảnh đúng
nhiệt độ muốn đo


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
13
KHA
KHA
É
É
C PHU
C PHU
Ï
Ï
C SAI SO
C SAI SO
Á
Á
Ta có:
V
3

= V
4
;
V
2
= 0
V = V
3
+V
1
–V
2
–V
4
=V
1
Phản ảnh đúng
nhiệt độ muốn đo
Isothermal Block


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
14
CA
CA


C
C

ẹ
ẹ
ềNH LUA
ềNH LUA


T NHIE
T NHIE


T
T
ẹ
ẹ
ũnh
ũnh
lua
lua
ọ
ọ
t
t
kim
kim
loa
loa
ù
ù
i
i

xen
xen
gi
gi
ử
ử
ừa
ừa
(The Law of
(The Law of
Itermediate
Itermediate
Metals)
Metals)
Khi
Khi
che
che
ứ
ứ
n
n
ẹ
ẹ
o
o


ng
ng

va
va
ứ
ứ
o
o
gi
gi
ử
ử
ừa
ừa
Fe
Fe
va
va
ứ
ứ
Constantan
Constantan
seừ
seừ
khoõng
khoõng
la
la
ứ
ứ
m
m

thay
thay
ủ
ủ
o
o
ồ
ồ
i
i
ủ
ủ
ie
ie
ọ
ọ
n
n
a
a
ự
ự
p
p
V
V
nha
nha
ọ
ọ

n
n
ủử
ủử
ụ
ụ
ù
ù
c
c
treõn
treõn
ma
ma
ự
ự
y
y
ủ
ủ
o
o
1


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
15
CA
CA

C
C
ẹ
ẹ
ềNH LUA
ềNH LUA


T NHIE
T NHIE


T
T
ẹ
ẹ
ũnh
ũnh
lua
lua
ọ
ọ
t
t
nhie
nhie
ọ
ọ

t
t
ủ
ủ
o
o
ọ
ọ
beõn
beõn
trong
trong
(The Law of Interior Temperatures)
(The Law of Interior Temperatures)
Ca
Ca
ự
ự
c
c
mo
mo
ỏ
ỏ
i
i
no
no
ỏ
ỏ

i
i
Constantan
Constantan
ủ
ủ
a
a
ở
ở
t
t
trong
trong
kho
kho
ỏ
ỏ
i
i
ủ
ủ
a
a
ỳ
ỳ
ng
ng
nhie
nhie

ọ
ọ
t
t
khoõng
khoõng
la
la
ứ
ứ
m
m
a
a
ỷ
ỷ
nh
nh
h
h
ử
ử
ụ
ụ
ỷ
ỷ
ng
ng
ủ
ủ

e
e
ỏ
ỏ
n
n
ủ
ủ
ie
ie
ọ
ọ
n
n
a
a
ự
ự
p
p
V
V
nha
nha
ọ
ọ
n
n
ụ
ụ

ỷ
ỷ
ma
ma
ự
ự
y
y
ủ
ủ
o
o


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
16
CA
CA


C
C
ẹ
ẹ
ềNH LUA
ềNH LUA


T NHIE

T NHIE


T
T
ẹ
ẹ
ũnh
ũnh
lua
lua
ọ
ọ
t
t
kim
kim
loa
loa
ù
ù
i
i
che
che
ứ
ứ
n
n
(The Law of Inserted Metals)

(The Law of Inserted Metals)
2
2
mo
mo
ỏ
ỏ
i
i
no
no
ỏ
ỏ
i
i
Constantan
Constantan
-
-
Platin
Platin
ủ
ủ
a
a
ở
ở
t
t
trong

trong
kho
kho
ỏ
ỏ
i
i
ủ
ủ
a
a
ỳ
ỳ
ng
ng
nhie
nhie
ọ
ọ
t
t
ta
ta
ù
ù
o
o
ra
ra
hai

hai
ủ
ủ
ie
ie
ọ
ọ
n
n
a
a
ự
ự
p
p
xung
xung
ủ
ủ
o
o
ỏ
ỏ
i
i
nhau
nhau
neõn
neõn
t

t
ửù
ửù
kh
kh
ửỷ
ửỷ
nhau
nhau
va
va
ứ
ứ
khoõng
khoõng
la
la
ứ
ứ
m
m
a
a
ỷ
ỷ
nh
nh
h
h
ử

ử
ụ
ụ
ỷ
ỷ
ng
ng
ủ
ủ
e
e
ỏ
ỏ
n
n
ủ
ủ
ie
ie
ọ
ọ
n
n
a
a
ự
ự
p
p
V

V
nha
nha
ọ
ọ
n
n
ụ
ụ
ỷ
ỷ
ma
ma
ự
ự
y
y
ủ
ủ
o
o
C
+
-
V
T
Fe
C
+
-

V
C
PtPt
Fe
T
T1


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
17
TO
TO
Ù
Ù
M TA
M TA
É
É
T CA
T CA
Ù
Ù
C
C
Ñ
Ñ
ÒNH LUA
ÒNH LUA
Ä

Ä
T NHIE
T NHIE
Ä
Ä
T
T
The Law of
Intermediate Metals
The Law of
Interior
Temperatures
The Law of
Inserted Metals


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
18
CA
CA
Û
Û
I BIE
I BIE
Á
Á
N MA
N MA
Ï

Ï
CH
CH
Ñ
Ñ
O DU
O DU
Ø
Ø
NG CA
NG CA
Ù
Ù
C
C
Ñ
Ñ
ÒNH LUA
ÒNH LUA
Ä
Ä
T NHIE
T NHIE
Ä
Ä
T
T


Negnevitsky, Pearson Education, 2002

Negnevitsky, Pearson Education, 2002
19
CA
CA


I BIE
I BIE


N MA
N MA
ẽ
ẽ
CH
CH
ẹ
ẹ
O DU
O DU
ỉ
ỉ
NG CA
NG CA


C
C
ẹ
ẹ

ềNH LUA
ềNH LUA


T NHIE
T NHIE


T
T
Isothermal
Block
ẹieọn aựp ủo laứ:
V = V
1
V
ref
= S
th
(T
1
T
ref
)


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
20
CA

CA


I BIE
I BIE


N MA
N MA
ẽ
ẽ
CH
CH
ẹ
ẹ
O DU
O DU
ỉ
ỉ
NG CA
NG CA


C
C
ẹ
ẹ
ềNH LUA
ềNH LUA

T NHIE
T NHIE


T
T
Isothermal Block
ẹieọn aựp ủo laứ:
V = V
1
V
ref
= S
th
(T
1
T
ref
)


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
21
CA
CA


I BIE

I BIE


N MA
N MA
ẽ
ẽ
CH
CH
ẹ
ẹ
O DU
O DU
ỉ
ỉ
NG CA
NG CA


C
C
ẹ
ẹ
ềNH LUA
ềNH LUA


T NHIE
T NHIE

T
T
Isothermal Block
ẹieọn aựp ủo laứ:
V = V
1
V
ref
= S
th
(T
1
T
ref
)
.


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
22
CA
CA
Û
Û
I BIE
I BIE
Á
Á

N MA
N MA
Ï
Ï
CH
CH
Đ
Đ
O DU
O DU
Ø
Ø
NG CA
NG CA
Ù
Ù
C
C
Đ
Đ
ỊNH LUA
ỊNH LUA
Ä
Ä
T NHIE
T NHIE
Ä
Ä
T
T

Isothermal Block
Điện áp đo là:
V = V
1
– V
ref
= S
th
(T
1
– T
ref
)
………………………….
T
ref
được đo nhờ một cảm
biến nhiệt loại RTD hoặc
Thermistor, sau đó kết hợp
với điện áp V đo được từ
Thermocouple để tính ra
nhiệt độ T
1
. Việc này được
tính toán bằng PHẦN MỀM


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
23

PH
PH
Ö
Ö
ÔNG PHA
ÔNG PHA
Ù
Ù
P
P
Ñ
Ñ
O NHIE
O NHIE
Ä
Ä
T
T
Ñ
Ñ
O
O
Ä
Ä
TA
TA
Ï
Ï
I NHIE
I NHIE

À
À
U VÒ TR
U VÒ TR
Í
Í
Isothermal Block
S3
S2
S1
S0
S3
S2
S1
S0
+
-
V
A1
A0
Cu


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
24
PH
PH
Ư
Ư

ƠNG PHA
ƠNG PHA
Ù
Ù
P
P
Đ
Đ
O NHIE
O NHIE
Ä
Ä
T BU
T BU
Ø
Ø
BA
BA
È
È
NG PHA
NG PHA
À
À
N C
N C
Ứ
Ứ
NG
NG

Dễ dàng thay đổi cấu hình của hệ thống
mạch đo
Rất khó khăn để điều chỉnh cấu hình khi
thay thế Thermocouple trong mạch đo.
Thuận lợi cho bất kỳ lọai thermocouple
liên kết trên mạch đo
Phối hợp riêng mỗi Thermocouple
với mạch bù.
Cần sử dụng nhiều phần mềm để tính
toán và cho đáp ứng chậm
Tốc độ đo nhanh
PHƯƠNG PHÁP BÙ DÙNG PHẦN MỀMPHƯƠNG PHÁP BÙ DÙNG PHẦN CỨNG


Negnevitsky, Pearson Education, 2002
Negnevitsky, Pearson Education, 2002
25
MA
MA
Ï
Ï
CH
CH
Ñ
Ñ
IE
IE
Ä
Ä
N T

N T
ÖÛ
ÖÛ
DU
DU
Ø
Ø
NG VÔ
NG VÔ
Ù
Ù
I THERMOCOUPLE
I THERMOCOUPLE
Chromel
Constantan
(C)
C
+
-
Rf
Ri
Vo
V(+)
Isothermal
Block
)(V
R
R
1Vo
i

f









