استخدام الترموكبل (المزدوجة الحرارية) في قياس درجة الحرارة

 المهندس : صفوان رجب - مكتب ساينس Science للدراسات الإلكترونية - تصميم وتنفيذ مشاريع وأجهزة إلكترونية - دمشق 4447931 11 963  safwanrajab@scs-net.org 

 1- استخدام الترموكبل (المزدوجة الحرارية) في قياس درجة الحرارةThermocouple

 الترموكبل ( المزدوجة الحرارية ) هي أداة تتكون من متصل من معدنين مختلفين A , B تقوم بتحويل القدرة الحرارية مباشرة إلى قدرة كهربائية وذلك بفعل انتشار الجزيئات المشحونة عبر متصل من معدنين مختلفين أما إذا كان المتصل مكون من أنصاف النواقل فيسمى عندئذ بالخلية الحرارية أو المولد الحراري.

في الترموكبل يظهر جهد بين طرفي المتصل ذو قيمة صغيرة جدا وتتغير بتغير درجة الحرارة حيث يمكن اعتباره مولد جهد تابع لدرجة الحرارة بشكل خطي وفق العلاقة ?=ƒ(t)

حيث ? : الجهد التولد عبر المتصل

T:  درجة الحرارة بواحدة السلزيوس (المئوية).

 عمليا يصنع الترموكبل غالبا من المتصل ( بلاتينيوم – حديد)
ويتولد فرق جهد بين طرفيه بحدود 1.9mV عند الدرجة 100? وذلك بنسبة ارتياب منخفضة – لا أكثر من 0.5%±

 الاستخدام:
يستخدم الترموكبل عادة للقياسات الحرارية ويتم ذلك بوصل طرفيه إلى مقياس مللي فولت mV – كمؤشر – يقيس القوة المحركة الكهربائية الناتجة عن الترموكبل – أو تدريجه بمدرج درجات الحرارة المقابلة لكل قراءة للقوة المحركة .

يمتاز الترموكبل بتحمل درجات حرارة عالية تصل إلى ? 1500 مما يسمح باستخدامه في قياس درجة حرارة الأفران والمصادر الحرارية بدقة جيدة وعادة ما تتوفر أنواع معينة من الترموكبل يعطى لكل منها مجال القياس الخطي والعملي ونميز هنا أربع فئات من الترموكبل حسب المجال الحراري المعد التعامل معه:

1-  ترموكبل يقيس حتى 150?
2-  ترموكبل يقيس حتى 450?
3-  ترموكبل يقيس حتى 800?
4-  ترموكبل يقيس حتى 1200?

 المقاومة الداخلية للترموكبل تكون عادة منخفضة جدا ( أقل من 1? ) لأنها ناشئة عن متصل معدني .

 الرمز الإلكتروني للترموكبل :

 التعامل مع الترموكبل في الدارات الإلكترونية:
لما كان الترموكبل هو منبع جهد مستمر يتغير تبعا لدرجة الحرارة وهو ذو مقاومة داخلية منخفضة جدا لذا يمكننا استخدام مضخمات الجهد المستمر للحصول على قيمة جهد - معبر عن درجة الحرارة - يكون ذو مستوى عالي في التغيرات و يمكن إجراء عمليات المقارنة وما إلى ذلك من العمليات التمثيلية وذلك عن طريق ربط الترموكبل إلى مدخل مضخم عمليات - مع مراعاة قطبية توصيل الترموكبل - ذو ربح حلقة مغلقة 500 مرة كما في الشكل :

 ربح الحلقة المغلقة للمكبر هنا Gain = - 100K/200 =500

الارتياب هو ما يقابل بالانكليزية كلمة Telorance
ويعنى مقدار الانحراف الاعظمي عن القيمة المعطاة
فمثلا مقاومة بقيمة 500 أوم وارتياب 5% +-
يعني أن قيمتها تقع في المجال
525 أوم إلى 475 أم