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하나 또는 다른 물리적 프로세스 중에 방출되는 열을 측정하면 프로세스의 존재와 흐름의 강도를 모두 판단할 수 있습니다. 전기량으로 작동하는 것이 비교할 수 없을 정도로 편리합니다.

열전 센서를 사용하면 원자력 보일러의 코어에서 공간 깊이까지 가장 넓은 온도 범위에서 측정을 수행할 수 있습니다. 변환 방법에 따라 센서를 그룹으로 나눌 수 있습니다. 한 그룹에는 열의 영향으로 옴 저항을 변경하는 센서가 포함됩니다. 이들은 소위 서미스터 또는 서미스터입니다.

PTC 서미스터(Positive Temperature Coefficient)는 양의 온도 계수를 갖는 반도체 저항기입니다. 특정 특성 온도를 초과하면 저항이 급격히 증가하고 전류 서지로부터 보호하기 위해 자동차 전원 네트워크, 냉동 압축기 보호, 자체 재설정 퓨즈 및 기타 여러 경우에 사용됩니다.

NTC 서미스터(음의 온도 계수)는 음의 온도 계수를 갖는 반도체 저항기입니다. 구조적으로 디스크 형태로 설계되어 전자 회로의 온도 보상, 시동 전류 제한 등에 사용됩니다. 저항 변화 곡선은 일부 온도 변화 영역에서만 선형이며 작동 온도 범위는 -40 입니다. .. + 200 ° С.

이 하위 그룹에서는 인공 다이아몬드의 단결정을 기반으로 만들어진 NTC 서미스터 TRA-1 및 TRA-2에 대해 특별히 언급해야 합니다. 이 서미스터는 파라미터의 장기 안정성과 고유하게 낮은 열 관성으로 구별됩니다. 작은 치수(직경 1,2mm)를 통해 예를 들어 납땜 인두 막대에 통합할 수 있습니다. 작동 온도 범위 - 80...600°K.

서미스터 기반 센서는 휘발성입니다. 측정 전압이 필요합니다.

또 다른 큰 그룹에는 열전대가 포함됩니다. EMF가 서로 다른 두 금속의 접촉점에 나타나는 열 센서(그림 1). 이 유형의 센서는 비휘발성입니다. 접합부가 가열되면 발생하는 thermoEMF가 측정에 충분합니다.

그림. 1

서로 다른 금속으로 만든 도체의 두 끝을 연결하고 접합부를 가열하면 자유 단에서 EMF의 모양을 관찰할 수 있습니다. 접촉 thermoEMF의 값은 접촉 면적이나 도체의 모양에 의존하지 않고 접촉하는 금속과 온도에 의해서만 결정됩니다. 열전대를 사용하는 경우 열접점과 냉접점이라는 두 도체 연결을 구분하는 것이 일반적입니다. 열접점은 가열 영역에 있는 연결이며 냉접점은 측정 영역 외부에 있습니다. 이 경우 콜드 "정션"이라는 이름은 순전히 조건부입니다. 전기 회로는 측정 회로(기기)의 임피던스를 통해 완성됩니다. 냉접점의 양쪽 끝이 닫히면 thermoEMF 값은 XNUMX이 됩니다. 마찬가지로 두 접합부가 고르게 가열되면 섭동력이 전기적 힘과 균형을 이룹니다. EMF 값은 간단한 공식으로 설명됩니다.

Е_Т=케이_Т(T1-T2), (1)

여기서 K_т - 상수 계수.

공식 (1)에서 thermoEMF는 이종 금속의 온도 차이에 비례합니다. 비례 계수 K_T 특정 thermoEMF라고하며 다른 금속과 그 합금의 조합에 대한 값이 다릅니다. 예를 들어, 구리-콘스탄탄 화합물 K의 경우_T= 53 * 10^-3 mV/°C, 은-백금 연결 K용_T= 12 * 10^-3 mV/°C. 접촉 열기전력을 얻으려면 금속을 중성(탄소) 전극과 용접-융합으로 접합해야 합니다(가급적 이물질 분자가 접합부에 들어가는 것을 방지하기 위해 불활성 가스 환경 또는 진공에서). 중성 석영 유리 또는 세라믹 기판에 진공 증착 접착하면 좋은 결과를 얻을 수 있습니다. 따라서 이 경우 "스파이"라는 단어는 순전히 조건부입니다.

아마추어 조건에서는 구리, 콘스탄탄, 니크롬, fechral, nickeline 및 silver를 결합하여 탄소 전극 (전압이 36V 이하)으로 두 개의 와이어를 용접하면 좋은 열전쌍을 만들 수 있습니다. 전기 램프의 와이어 랙을 사용할 수 있습니다.

실리콘 다이오드는 서미스터와 열전쌍 모두를 대체할 수 있으며, 실리콘 다이오드가 개발한 열전력은 실용화에 충분합니다. 단점은 결론 구성의 매개 변수와 복잡성이 크게 분산되어 있다는 것입니다.

XX 세기의 30 ~ 50 년대에 다양한 유형의 냉각수 (등유 램프, 등유 가스 및 심지어 화재)로 작동하는 많은 수의 열전 발전기가 생산되었습니다. 열 발전기는 원자력 발전소에서도 사용되었습니다. 광범위한 사용에 대한 관심은 기껏해야 겨우 3%에 도달하는 매우 낮은 효율성으로 인해 점차 약화되었습니다. 사실 얼마 전 일본 전문가들은 인체의 열로 작동하고 트랜지스터 수신기에 전원을 공급하는 팔찌 생성기를 개발했지만 불행히도 값싼 알카라인 전지와 니켈 카드뮴 배터리는 열 발생기 개발을 "폐쇄"했습니다.

열전기의 또 다른 응용, 또는 오히려 1834년 시계 제조업자 Peltier가 발견한 현상이 있습니다. 나중에 E.Kh. Lenz는 이 현상의 본질을 조사하고 설명했습니다.

Lenz의 실험에서 비스무트와 안티몬의 두 도체의 접합부에 있는 오목한 부분에 한 방울의 물을 넣었는데, 전류가 한쪽 방향으로 흐르면 다른 쪽에서 얼고 끓었습니다. 펠티에가 최초로 발견한 현상을 펠티에 효과라고 하고, 이를 바탕으로 만든 열전 소자를 펠티에 소자라고 합니다(그림 2).

그림. 2

요소 제조에서 황화납, 비스무트, 안티몬, 아연과 같은 반도체 재료 쌍을 연결하여 최상의 결과를 얻었습니다. 펠티에 소자에서 접합부를 가열 및 냉각하는 과정은 적용된 EMF의 영향으로 한 접합부에서 다른 접합부로 열이 전달되고 도체의 열전도율이 증가하는 것으로 간주할 수 있습니다.펠티에 소자에서, 열접점과 냉접점이 있지만 서로 다른 금속의 폐회로에 전압이 가해집니다. 열접점은 워밍업되고 냉접점은 냉각되며 방출된 열이 더 강하게 제거될수록 냉접점은 냉각됩니다. 공급 전압의 극성이 바뀌면 프로세스도 부호가 바뀌어 소자가 파손될 수 있습니다. 상당한 온도 차이를 얻으려면 열 접점을 효과적으로 냉각시키기 위해 우수한 냉각수가 필요합니다.

현재(CHIP-DIP 카탈로그에 따르면) 펠티에 소자는 REA 냉각 및 효율성이 중요한 역할을 하지 않는 기타 용도로 제공됩니다.

문학

A.F. 아이오페. 반도체 열전소자. - 란.
학사 Pozdnyakov, E.A. Koptelov. 열전 전력 공학. - Atomizdat, 1974

저자: I.Semenov, Dubna, 모스크바 지역

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옥스포드 대학의 엔지니어들은 거의 모든 자동차를 자동으로, 즉 운전자가 필요하지 않게 만드는 흥미로운 키트를 개발했습니다. RobotCar라는 키트의 도움으로 Nissan LEAF 전기 자동차는 이미 로봇으로 변환되었습니다.

RobotCar 시스템은 장애물을 감지하는 광학 센서와 신호를 처리하고 움직임을 제어하는 컴퓨터의 두 가지 주요 부분으로 구성됩니다. 저수준 컨트롤러, 주 컴퓨터 및 제어 및 정보 표시 인터페이스가 있는 Ipad의 세 컴퓨터만 있습니다. 이 시스템은 자가 진단을 수행하고 오작동 발생 시 자동 주행 시스템의 작동을 차단할 수 있습니다. RobotCar는 또한 운전 과정에서 이미 자동화 문제가 발생한 경우 자동으로 차를 멈춥니다.

외부에서 LEAF 로봇 자동차는 "유인" 대응 로봇과 다르지 않습니다. 소형 전자 장치만 객실에 추가되었습니다. 레이저 스캐너 자체는 카메라 크기 정도로 작고 라디에이터 그릴이나 범퍼에 쉽게 숨길 수 있으며 스테레오 카메라도 사용할 수 있습니다. 우리는 이러한 장치의 조합이 하루 중 언제든지 교통 정지 제어의 신뢰성을 더욱 높일 것이라고 믿습니다.

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