熱電対または高温計回路の作成

炉内温度計を作るには、炉やオーブンで一般的に発生する極度の高温に耐えられるように、検知素子が特に頑丈である必要があります。

かまどとは

ここで説明する高温計の回路は、熱電対の原理に基づいており、炉または同様の高温源から直接高温を読み取るために使用できます。

この記事では、炉やオーブンのように高温を測定するために非常に長い間組み込まれている簡単な概念について説明しています。回路設計はここに含まれています。

ご存知のように、炉は非常に高いレベルの温度が発生する装置またはチャンバーです。炉には、家庭で使用されるものから、金属、合金、鉱石などの処理に基本的に関連する工業用のものまで、さまざまな種類があります。

住宅で使用される炉（ボイラーとも呼ばれます）は、内部の温度を適切なレベルに上げることのみに関連しているため、必要な目的のための臨界温度レベルは含まれていません。

ただし、工業炉では、温度レベルが低下する傾向がある場合、深刻な結果を招き、処理された出力に損傷を与える可能性があります。したがって、これらの炉内の温度は、いくつかの適切な手段、できれば電子機器を介して監視する必要があります。

ゼーベック効果とは

1821年、研究者のトーマス・ヨハン・ゼーベックは、2つの異なる金属が合体または接合されて、2つの反対の接合部を形成し、一方の接合部が加熱され、もう一方が冷却されると、システムに電流が流れ始めることを観察しました。

これは、プロセス中にたわみを生じさせた上記の金属の1つの近くにコンパスを配置することによって確認されました。

この現象は後に研究され、それぞれの科学者にちなんでペルチェ効果とトムソン効果と名付けられました。

熱電対センサーのしくみ

次の例では、現象がどのように発生するかを説明します。銅とアルミニウムの2つの異なる金属について考えます。図に示すように、金属をループ状に成形し、ねじって両端を接合します。

上で説明したように、一方の接合部が加熱され、もう一方の接合部が室温に保たれていると仮定すると、電流の流れは、「回路」と直列の任意の場所にミリ電流計を導入するか、図に示すように簡単に確認できます。

ただし、電流計は電流の流れを決定して測定するだけであり、配線の両端の電圧または電位差を測定する場合は、電圧計またはミリ電圧計を使用して、次の図に示すように接続する必要があります。

ここでは、上記の回路の2番目の接合部が開いており、結果の端子が電圧計端子で構成されていることがわかります。

上記の指示と原理は非常に単純で、高温を測定するための簡単な代替手段に見えます。

熱電対センサーの欠点

ただし、システム全体の大きな欠点は、現象全体が機能しており、それぞれの接合部の温度差に基づいているため、接合部をさらに導入すると、システムの実際の読み取りに直接影響し、干渉することを意味します。

メーター端子を上記で説明した熱電対の端に接続すると、接続は個別に2つの接合部として機能し、さらに2つの温度検出ポイントを注入します。これにより、もう一方の端で発生する実際の検出から読み取り値が加算または差し引かれます。

しかし、そうは言っても、メーターの接続をできるだけ短くすることで、状態を修正することができます。これは、メーターのワイヤーが絶対的に小さく保たれている場合、つまりメーターが熱電対の端に直接接続されている場合、差が無視できるほど小さくなり、無視できることを意味します。

通常、この原則は回避され、ホイートストンブリッジネットワークを介して外乱のバランスをとることで問題が修正されます。しかし、私たちの実験では、複雑さを最小限に抑えるために、熱電対リンクをメーターの終端点に直接統合することにより、提案された温度メーターを作成できます。

2つの異なる金属の長い棒を選択するという、かなり珍しいが非常に効果的な方法を採用しています。これにより、メーターを炉の熱から安全な距離まで隔離し、測定温度をかなり正確に読み取ることができます。

熱電対センサーを使用して高温計を作成する方法

次の説明は、手順全体を説明します。

説明した炉温度計を作成するには、次の材料が必要になります。

銅とアルミニウムの棒–それぞれ長さ2.5フィート、直径0.5センチ。

電流計– 1 mA、FSD、可動コイルタイプのメーター。

金属棒を補強するための貫通穴で適切に開けられたハンドル付きの木製ブロック。

次の手順では、熱電対または高温計回路の作成方法について説明します。

高温計の構築手順：

サンドペーパーを使用して金属棒をやさしくきれいにし、カーボンや腐食層をこすり落とし、金属をきれいに輝かせます。

ラジオペンチを使用して、金属を特定の角度で慎重に曲げ（図に示すように）、ペンチで両端をしっかりとねじります。

この状態では、ロッドは非常に脆弱な状況になり、接合部が崩壊しないように、自由端で補強する必要があります。

それは、ロッドがそれらをぴったりと通過するように、適切な寸法の木製ブロックの穴を横切ってロッドを穏やかにガイドすることによって行われます。

これで、メーターを木製のブロック自体に適切に固定でき、ロッドの端もメーターの端子に接続されます。

付属のメーターは電流計であるため、端子間に適切に計算された抵抗が必要になります。そのため、メーターの両端の電圧は、読み取り可能な電位差または熱電対の両端で検出された温度に直接対応する電圧に変換される場合があります。

メータースケールも、対応する温度表示に従って直線的に校正する必要があります。