Elektroninio termostato, skirto plonųjų manganitų sluoksnių savybių tyrimams magnetiniame lauke kūrimas, panaudojant Peltje elementą

Abstract

Baigiamajame magistro darbe aptarta galimybė panaudojant Peltje elementą sukurti termostato kamerą pritaikyta 2,4 T elektromagnetui. Suprojektuotas, pagamintas ir ištirtas termostatas, naudojantis šį elementą. Įvade yra suformuluoti darbo tikslai, aptarta temperatūros palaikymo svarba ir apžvelgti įvairių konstrukcijų termostatai. Analitinėje dalyje išanalizuotas Peltje elementų veikimo principas, išnagrinėtos jų rūšys ir parametrai, galimybė panaudoti šiuos elementus elektroninio termostato kūrimui, aptartos tokio termostato valdymo galimybės. Eksperimentinėje dalyje aprašyta termostato, naudojančio Peltje elementą, konstrukcija, ištirta jo parametrų priklausomybė nuo konstrukcijos, panaudojant baigtinų elementų metodą atliktas teorinis temperatūros pasiskirstymo Peltje elemento p-n sandūroje skaičiavimas, ištirtas termostato valdymas naudojant PID valdymo sistemą ir kiekvieno PID koeficiento įtaka temperatūros stabilizavimui. Paskutinėje dalyje pateiktas praktinio termostato taikymo pavyzdys: magnetinio lauko jutiklių, pagamintų iš manganitų, varžos priklausomybės nuo temperatūros ir magnetinio lauko matavimo rezultatai. Gauti rezultatai apibendrinti išvadose. Darbą sudaro 6 dalys: įvadas, analitinė dalis, eksperimentinė dalis, darbo rezultatų apibendrinimas ir išvados, literatūros sąrašas, priedai. Darbo apimtis – 78 p. teksto be priedų, 73 iliustr., 11 lent., 25 bibliografiniai šaltiniai.

The possibility of creating a thermostat camera suitable for 2.4T electromagnet using Peltier element was discussed in the final master work. This thermostat was designed, made and explored using this element. The introduction contains the goals of work also it lists the importance of the steady temperature and has a list of thermostats of different constructions. The analytical part of work analyses the way Peltier elements work, their types and parameters as well as the opportunity to use these elements in the creation of an electric thermostat and ways it could be controlled. The experimental part describes the construction of the thermostat that uses Peltier element. Also it is researched thermostat’s parameters dependence on construction. There was done a theoretical calculation of temperature distribution in Peltier element’s p-n junction using the finite element method. Addition to that there is the research of thermostat’s control using PID controlling system and every PID coefficient’s influence on stabilizing the temperature. The last part presents the example of the practical thermostat’s adaptation: the results of calculations of magnetic field sensor’s, made of manganite’s, dependence of resistance on temperature and magnetic field. The results are summarized in the conclusion. The final work consists of six parts: introduction, analytical part, experimental part, conclusion and findings of the results, references and annexes. Work volume – 78 p. text without annexes, 73 illustrations, 11 tables, 25 bibliographical sources.