מבוא לפונקציות המרכיבים של מגהצים חשמליים תרמוסטטיים
תרשים המעגל מתוכנן, והשלב הבא הוא סידור הרכיבים. המלחם החשמלי המתכוונן לטמפרטורה קבועה נשלט בעיקר על ידי צמדים תרמיים ומעגלים משולבים, עם דיוק בקרת טמפרטורה גבוהה וטמפרטורת ריתוך מתכווננת. זוהי ידית פלסטיק הנדסית בעלת חוזק גבוה, המורכבת בעיקר ממרכיבים אלה: שתי דיודות שחורות ואדומות, ליבת מלחם, דיודה פולטת אור, צמד תרמי, נגד מתכוונן, חיישן, HA17358, שני קבלים אלקטרוליטיים, נגד סרט מתכת, ווסת מתח.
לכל רכיב יש מטרה משלו: נגדים מתכווננים משמשים להתאמת טמפרטורה, ווסתי מתח ונגדי סרט מתכת משמשים להגנה על מעגלים, וקבלים אלקטרוליטים משמשים לסינון ולהמרה של AC ל-DC. צמד תרמי משמש לזיהוי הטמפרטורה של ליבת המלחם, והוא מפסיק להתחמם כאשר הטמפרטורה של ליבת המלחם מגיעה לטמפרטורה של ידית הכוונון.
זאת כדי להדגיש את עקרון היישום של מדידת טמפרטורה של צמד תרמי:
עקרון היישום של מדידת טמפרטורה של צמד תרמי:
צמדים תרמיים הם אחד ממרכיבי זיהוי הטמפרטורה הנפוצים ביותר בתעשייה. היתרונות שלו הם:
① דיוק מדידה גבוה. בשל המגע הישיר בין הצמד התרמי לאובייקט הנמדד, הוא אינו מושפע ממדיום הביניים.
② טווח מדידה רחב. צמדים תרמיים נפוצים יכולים למדוד ברציפות מ--50 עד+1600 מעלות, בעוד שצמדים תרמיים מיוחדים יכולים למדוד טמפרטורות נמוכות כמו -269 מעלות (כגון זהב ברזל ניקל כרום) ועד {{3} } מעלות (כגון טונגסטן רניום).
③ בנייה פשוטה ושימוש נוח. צמדים תרמיים מורכבים בדרך כלל משני סוגים שונים של חוטי מתכת, ואינם מוגבלים בגודל או בהתחלה. יש להם שרוול מגן מבחוץ, מה שהופך אותם לנוחים מאוד לשימוש.
א. העיקרון הבסיסי של מדידת טמפרטורה של צמד תרמי
הלחמו שני חומרים שונים של מוליכים או מוליכים למחצה A ו-B יחדיו כדי ליצור מעגל סגור. כאשר יש הפרש טמפרטורה בין שתי נקודות החיבור 1 ו-2 של המוליכים A ו-B, נוצר כוח אלקטרו-מוטורי בין השניים, וכתוצאה מכך זרם בגודל משתנה במעגל. תופעה זו נקראת האפקט התרמו-אלקטרי. צמדים תרמיים פועלים על ידי ניצול אפקט זה.
ב. סוגים ומבנה היווצרות של צמדים תרמיים
(1) סוגי צמדים תרמיים
ניתן לחלק צמדים תרמיים הנפוצים לשתי קטגוריות: צמדים תרמיים סטנדרטיים וצמדים תרמיים לא סטנדרטיים. הצמד התרמי הסטנדרטי שאליו מתייחסים הוא צמד תרמי בעל תקן לאומי המפרט את הקשר בין הפוטנציאל התרמו-אלקטרי שלו והטמפרטורה שלו, שגיאות מותרות וטבלת דירוג סטנדרטית אחידה. יש לו מכשירי תצוגה נלווים זמינים לבחירה. צמדים תרמיים שאינם סטנדרטיים אינם טובים כמו צמדים תרמיים סטנדרטיים מבחינת טווח שימוש או גודל, ובדרך כלל אין להם טבלת סיום מאוחדת. הם משמשים בעיקר למדידה באירועים מיוחדים מסוימים. צמד תרמי סטנדרטי
(2) על מנת להבטיח את פעולתם האמינה והיציבה של צמדים תרמיים, הדרישות המבניות לצמדים תרמיים הן כדלקמן:
① הריתוך של שתי האלקטרודות התרמו-אלקטריות המרכיבות את הצמד התרמי חייב להיות יציב;
② שתי האלקטרודות התרמו-אלקטריות צריכות להיות מבודדות היטב אחת מהשנייה כדי למנוע קצרים;
③ החיבור בין חוט הפיצוי לקצה החופשי של הצמד התרמי צריך להיות נוח ואמין;
④ שרוול המגן צריך להבטיח בידוד מספיק בין האלקטרודה התרמו-אלקטרית לבין מדיה מזיקה.
ג. פיצוי טמפרטורה של קצה קר של צמד תרמי
בשל העובדה שהחומרים של צמדים תרמיים הם בדרך כלל יקרים (במיוחד כאשר משתמשים במתכות יקרות), והמרחק בין נקודת מדידת הטמפרטורה למכשיר הוא רחוק מאוד, על מנת לחסוך בחומרים של צמד תרמי ולהפחית עלויות, חוטי פיצוי הם בדרך כלל משמש להרחבת הקצה הקר (הקצה החופשי) של צמדים תרמיים לחדר הבקרה עם טמפרטורה יציבה יחסית וחיבורם למסופי המכשיר. תפקידו של חוט הפיצוי של הצמד התרמי הוא רק להאריך את האלקטרודה התרמו-אלקטרית, מה שגורם לקצה הקר של הצמד התרמי לעבור למסוף המכשיר בחדר הבקרה. הוא עצמו אינו יכול לבטל את ההשפעה של שינויי טמפרטורה בקצה הקר על מדידת הטמפרטורה ואין לו אפקט פיצוי. לכן, יש להשתמש בשיטות תיקון אחרות כדי לפצות על ההשפעה של טמפרטורת הקצה הקר t{{0}} ≠ 0 מעלות על מדידת הטמפרטורה.
