POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Im. Ignacego Łukasiewicza

Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa

Katedra Awioniki i Sterowania

Laboratorium Podstaw Elektroniki

Regulator temperatury

I. Wstęp teoretyczny

1. Termopary.

Termopara składa się z dwóch drutów (różne metale) spojonych na końcu pomiarowym. Pod wpływem różnicy temperatur powstaje różnica potencjałów (zjawisko Seebecka). Główną zaletą termopar jest przetwarzanie wielkości nieelektrycznej jaką jest temperatura na wielkość elektryczną - napięcie. Ważnymi atutami są prostota, niezawodność i niska cena. Z tego względu jednak termopary są znormalizowane i oznaczone symbolami literowymi.

Oznaczenia symbolem	Oznaczenie	Rodzaj termoelementu	Zakres temperatur da stosowania długotrwałego (°C)	Zakres temperatur dla stosowania krótkotrwałego (°C)
R	h 13-R P	Platyna - 13% rod/platyna	-100… 1300	1300… 1600
S	tRh 10-R	Platyna - 10% rod/platyna	-200… 1300	1300… 1600
B	PtRh30-PtRh6	Platyna - 30% rod/platyna 6% rod	0… 1600	1600… 1800
J	Fe-CuNi	Żelazo miedź - nikiel lub żelazo/konstantan	-200… 700	700… 900
T	Cu-CuNi	Miedź/miedź - nikiel lub miedź/konstant	-200… 400	400… 600
E	NiCr-CuNi	Nikiel chrom/miedź nikiel lub nikiel - chrom/konstantan	-200… 700	700… 1000
K	NiCr-NiAl	Nikiel - chrom/nikiel aluminium	-200… 1000	1000… 1300
N	NiCrSi-NiSi	Nikiel - chrom - krzem/nikiel - krzem	-200… 600	600… 1300

Tab. 1. Rodzaje Termopar i ich zakresy pomiarowe

Rys. 1. Schemat działania termopary.

2. PT100.

PT100 to opornik składający się korpusu (w zależności od zastosowania mogą być np.: kwasoodporne itp.) w którym umieszczony jest opornik (zwoje oporowe) z wyprowadzeniami na zewnątrz.

Czujniki te przekształcają wartość temperatury na wartość rezystancji zgodnie ze swoją charakterystyką termometryczna,. Opór znamionowy w temperaturze

0 ⁰C wynosi 100 Ω.

Rys. 2. Schemat połączenia trójprzewodowego czujnika PT100.

Rys. 3. Czujnik PT100

3. Pirometr

Pirometr to przyrząd do bezdotykowego pomiaru temperatury, jego działanie opiera się o analizę promieniowania cieplnego.

Wszystkie obiekty emitują promieniowanie podczerwone - im temperatura ciała jest wyższa, tym jego cząstki są bardziej aktywne i tym wyższy jest poziom emitowanej energii podczerwonej. Integralną częścią pirometru jest układ optyczny, który gromadzi energię promieniowania podczerwonego mierzonego obiektu i ogniskuje ją na detektorze. Detektor zamienia energię podczerwoną
na sygnał elektryczny, który jest wzmacniany, zamieniany na postać cyfrową, a następnie wyświetlany na wskaźniku pirometru.

4. Ogniwo Peltiera

Peltier odkrył, że na złączu dwóch różnych metali przy przepływie prądu w odpowiednim kierunku złącze pochłania ciepło. Ilość wydzielanego lub pochłanianego ciepła jest proporcjonalna do natężenia prądu, zależy także od zastosowanych materiałów.

Ogniwo Peltiera zbudowane jest z dwóch okładzin pomiędzy którymi są naprzemiennie rozmieszczone kostki półprzewodników typu „n” i „p”. kostki te łączą się ze sobą za pomocą miedzianych mostków, tak aby stały prąd płynął przez wszystkie półprzewodniki. Dzięki zjawisku Peltiera prąd elektryczny powoduje ochładzanie jednej z okładzin i ogrzewanie drugiej.

Rys. 5. Schemat ogniwa Peltiera

Rys. 6. Ogniwo Peltiera

5. Regulator temperatury E5CK firmy OMRON

Dane techniczne i instrukcja obsługi są dostępne w laboratorium lub na tronie producenta.

II. Zadania do wykonania

1. Podłączyć elementy wg schematu (Rys. 8.)

Rys. 8. Schemat stanowiska badawczego.

2. Zaprogramować regulator na stabilizację temperatury regulatorem dwupołożeniowym (temperatura podana przez prowadzącego)

3. Zaprogramować regulator na stabilizację temperatury regulatorem PID (temperatura podana przez prowadzącego)

4. Zarejestrować przyrost temperatury oraz jakość stabilizacji (niezależny obwód)

2

---