POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Im. Ignacego Łukasiewicza

WYDZIAŁ BUDOWY MASZYN I LOTNICTWA

KATEDRA AWIONIKI I STEROWANIA

PODSTAWY ELEKTRONIKI

Laboratorium

Temat: Termoregulator

Wykonali:

Krzysztof Łączkowski Mateusz Konopski

Termopara (termoogniwo, termoelement, ogniwo termoelektryczne) to czujnik temperatury wykorzystujący zjawisko Seebecka, będący połączeniem dwóch różnych metali, spojonych na jednym końcu (od strony strona pomiarowej).

Pod wpływem różnicy temperatury powstaje siła elektromotoryczna na końcach niepołączonych (zimnych) proporcjonalna do różnicy temperatur pomiędzy

temperaturą spoiny pomiarowej, a temperaturą spoin odniesienia (zimnych, wolnych końców). Spoina pomiarowa może znajdować się w obudowie, którą następnie instalujemy w miejscu pomiaru temperatury. Termopary odznaczają

się dużą niezawodnością, dokładnością i elastycznością konstrukcji, co pozwala na ich zastosowanie w różnych warunkach.

Czujnik Pt100 są to rezystory drutowe składające się z cylindrycznego korpusu ceramicznego, w którym umieszczona jest spirala uzwojenia oporowego, zakończona wyprowadzeniami. Ma dwa niezależne, odizolowane od siebie uzwojenia pomiarowe. Czujniki PT100 maja zastosowanie w przemysłowych i

laboratoryjnych pomiarach temperatury, przetwarzają wartość temperatury, w której się znajdują na wartość rezystancji, zgodnie z charakterystyką termometryczną.

Ogniwo Peltiera jest elementem półprzewodnikowym zbudowanym z dwóch bardzo cienkich płytek (ceramika tlenków glinu), pomiędzy którymi znajdują się - dzięki miedzianym ścieżkom na wewnętrznych powierzchniach płytek obudowy ceramicznej - szeregowo ułożone półprzewodniki (naprzemiennie typ p i n) - wykonane z tellurku bizmutu domieszkowanego

W strukturze półprzewodnika p brakuje elektronów aby w pełni "obsadzić" górny poziom energetyczny. Natomiast w półprzewodniku n występuje nadmiar elektronów. W momencie przepływu prądu (elektrony płyną od półprzewodnika typu p do n) elektrony stają się ładunkami nadmiarowymi, więc muszą zwiększyć swoją energię kosztem energii cieplnej z otoczenia. Kiedy prąd płynie w odwrotnym kierunku elektrony spadają na niższy poziom energetyczny, co powoduje wydzielenie ciepła, wobec czego jedna ze stron modułu może działać jako chłodnica, a druga nagrzewnica.

Ilość odprowadzonego ciepła zależna jest od natężenia płynącego prądu. Jednak przepływ prądu przez układ powoduje wydzielanie się ciepła w samym module (w wyniku oporu elektrycznego - ciepło Joule'a), tak więc zwiększając natężenie prądu, zwiększa się ilość transportowanego ciepła a także ilość ciepła wydzielanego przez moduł, skutkiem tego będzie zrównanie się ilości ciepła powstającego i ciepła transportowanego przy pewnym natężeniu (będzie to maksymalna wydajność modułu, a po "zimnej" stronie układu otrzymamy najniższą możliwą temperaturę). Ciepło to trzeba jeszcze gdzieś odprowadzić. (Może posłużyć do tego radiator, radiator z wentylatorem lub chłodzenie wodą).

Tryby termoregulatora:

PiD - tryb proporcjonalnie różniczkująco całkujący regulujący temperaturę

ON/OFF - tryb, który włącza i wyłącza

Szybkość regulacji:

I - tryb regulacji szybkości całkujący, zachodząca powoli

D-tryb regulacji szybkości różniczkujący; zachodzi szybko

Uchyb to, w układzie regulacji, różnica między wartością zadaną sygnału oraz wartością sygnału wyjściowego w stanie ustalonym

Wyniki w tabelach pomiar zakresie temperatur 24-26 stopni C:

T1=pomiar pirometrem

T2=pomiar termoregulatorem

T=czas [s]

Tryb on/off

T1	T2	t
21,5	24,2	15
21,5	24,3	30
23	24,4	45
23,5	24,6	60
24,5	24,7	75
24,5	24,9	90
23,5	25	105
24,5	25,1	120
24,5	25,2	135
24	25,3	150
22,5	25,3	165
23,5	25,4	180
24,5	25,4	195
23	25,4	210
23,5	25,4	225

Tryb pid, p=0,1 i=0 d=0

T1	T2	t
21,5	24,2	15
21,5	24,3	30
23	24,4	45
23,5	24,6	60
24,5	24,7	75
24,5	24,9	90
23,5	25	105
24,5	25,1	120
24,5	25,2	135
24	25,3	150
22,5	25,3	165
23,5	25,4	180
24,5	25,4	195
23	25,4	210
23,5	25,4	225

Tryb pid p=0,1 i=10 d=0

22	24	15
23	24,4	30
23,5	24,6	45
24	24,8	60
23,5	25	75
23,5	25,2	90
23,5	25,3	105
24,5	25,4	120
24,5	25,6	135
24,5	25,7	150
25	25,8	165
24,5	26	180
20,5	26,1	195
23	26,1	210
23	26,1	225
23	26,1	240
23	26,1	255

Tryb pid p=0,1 i=0 d=10

23	24	15
22,5	24,4	30
22,5	24,6	45
23,5	24,8	60
22,5	25	75
22,5	25,1	90
22,5	25,2	105
23	25,3	120
23	25,3	135
22,5	25,3	150
22,5	25,3	165
22	25,4	180
23	25,3	195
22,5	25,4	210
22,5	25,4	225
22,5	25,4	240
22	25,4	255

Tryb pid p=0,1 i=10 d=10

21,5	24	15
22	24,2	30
22,5	24,4	45
22,5	24,7	60
23	24,8	75
23	25	90
23	25,2	105
23	25,3	120
23	25,4	135
23	25,5	150
24	25,6	165
24	25,8	180
24	25,9	195
24	26	210
24	26,1	225
23,5	26,2	240
23	26,2	255
23	26,1	270
23	26	285
23	25,9	300
23	25,9	315
23	25,8	330
23,5	25,9	345
23	26	360
23,5	26	375
23	26,1	390
23	26,1	405
23	26,1	420
23	26,1	435

Wykresy:

Tryb on/off

Pid p=0,1 i=0 d=0

Pid p=0,1i=10 d=0

Pid p=0,1 i=0 d=10

Pid p=0,1 i=10 d=10

Wnioski:

---