المزدوجة الحرارية هي عنصر شائع لقياس درجة الحرارة. يمكنه تغيير إشارة درجة الحرارة إلى إشارة تسخين كهربائية عن طريق قياس درجة الحرارة.
مبدأ عمل المزدوجات الحرارية هو أنه عندما يشكل موصلان مختلفان أو أشباه الموصلات A و B دائرة ويكون طرفاهما متصلين ببعضهما البعض، طالما أن درجة الحرارة عند العقدتين مختلفة، فإن درجة الحرارة في أحد الطرفين هي t، والتي تسمى نهاية العمل أو النهاية الساخنة، ودرجة الحرارة في الطرف الآخر هي t0، المعروفة بالنهاية الحرة، والتي تعرف أيضًا بالنهاية المرجعية أو النهاية الباردة، ستولد الحلقة قوة دافعة كهربائية، يرتبط اتجاهها وحجمها بالقوة الدافعة الكهربائية. مادة الموصل ودرجة حرارة الاتصالين. وتسمى هذه الظاهرة بالتأثير الكهروحراري، وتسمى الدائرة المكونة من موصلين بالمزدوجة الحرارية. يُطلق على هذين الموصلين اسم القطب الكهروحراري، وتسمى القوة الدافعة الكهربائية المولدة القوة الدافعة الكهربائية الحرارية.
يتكون المجال الكهرومغناطيسي الحراري من جزأين. الأول هو الاتصال بالمجال الكهرومغناطيسي لموصلين، والآخر هو فرق درجة الحرارة للمجال الكهرومغناطيسي لموصل واحد. يرتبط حجم المجال الكهرومغناطيسي الحراري في حلقة المزدوجة الحرارية بشكل منفرد بمادة الموصل ودرجة حرارة نقطتي الاتصال، ولكن ليس بشكل وحجم الدائرة. جهاز استشعار الحرارية . عندما يتم تثبيت مادتي القطب الكهربائي للمزدوجة الحرارية، فإن EMF الكهروحراري سيكون درجة حرارة التلامس T وt0.
وقد استخدمت هذه العلاقة على نطاق واسع في قياس درجة الحرارة العملية. نظرًا لأن الطرف البارد t0 ثابت، فإن المجال الكهرومغناطيسي الحراري الذي ينتجه المستشعر المزدوج الحراري يتغير فقط مع درجة حرارة الطرف الساخن (نهاية القياس)، أي أن المجال الكهرومغناطيسي الحراري المعين يتوافق مع درجة حرارة معينة. لا يمكننا تحقيق هدف قياس درجة الحرارة إلا عن طريق قياس المجالات الكهرومغناطيسية الحرارية.
المبدأ الأساسي لقياس درجة الحرارة بالمزدوجة الحرارية هو أن مكونين مختلفين من موصلات المواد يشكلان دائرة مغلقة.
عندما يكون هناك تدرج في درجة الحرارة عند كلا الطرفين، سيكون هناك تيار يمر عبر الدائرة، ومن ثم ستكون هناك قوة دافعة كهربائية - القوة الدافعة الكهربائية الحرارية بين الطرفين، وهو ما يسمى بتأثير سيبيك. هناك نوعان من الموصلات المتجانسة ذات المكونات المختلفة هما الأقطاب الكهروحرارية، النوع ذو درجة الحرارة الأعلى هو نهاية العمل، والنوع ذو درجة الحرارة المنخفضة هو الطرف الحر، والنهاية الحرة عادة ما تكون عند درجة حرارة ثابتة. وفقًا للعلاقة الوظيفية بين EMF الكهروحراري ودرجة الحرارة، يتم عمل جدول التخرج للمزدوجة الحرارية. يتم الحصول على جدول التخرج عندما تكون درجة حرارة النهاية الحرة 0 درجة مئوية، والمزدوجات الحرارية المختلفة لها جداول تخرج مختلفة.
عندما يتم توصيل المادة المعدنية الثالثة بالدائرة الحرارية، طالما أن درجة حرارة نقطتي اتصال المادة هي نفسها، فإن الإمكانات الحرارية الناتجة عن مستشعر المزدوجة الحرارية ستبقى دون تغيير، أي أنها لن تتأثر بالمعدن الثالث في الدائرة. لذلك، عند استخدام المزدوجة الحرارية لقياس درجة الحرارة، يمكن توصيلها بأداة قياس، ويمكن معرفة درجة حرارة الوسط المقاس بعد قياس المجال الكهرومغناطيسي الحراري. عند قياس درجة حرارة المزدوجات الحرارية، يجب أن تظل درجة حرارة نهايتها الباردة (نهاية القياس هي النهاية الساخنة، والنهاية المتصلة بدائرة القياس من خلال سلك الرصاص تسمى النهاية الباردة) دون تغيير، وتتناسب إمكاناتها الحرارية مع درجة الحرارة المقاسة. إذا تغيرت درجة حرارة الطرف البارد (البيئة) أثناء القياس، فسوف يؤثر ذلك بشكل خطير على دقة القياس. إن اتخاذ بعض التدابير للتعويض عن التأثير الناتج عن تغير درجة حرارة النهاية الباردة يسمى التعويض الطبيعي للنهاية الباردة للمزدوجة الحرارية. سلك تعويض خاص للتوصيل بأداة القياس.
هناك طريقتان لحساب تعويض الوصلة الباردة الحرارية. الأول هو من الميلي فولت إلى درجة الحرارة: قم بقياس درجة حرارة النهاية الباردة، وقم بتحويلها إلى قيمة الميلي فولت المقابلة، ثم أضفها إلى قيمة الميلي فولت للوحدة. فلنج الحرارية ، وتحويله إلى درجة الحرارة. تعويض آخر هو من درجة الحرارة إلى الميلي فولت: قم بقياس درجة الحرارة الفعلية ودرجة حرارة النهاية الباردة، وقم بتحويلهما إلى الميلي فولت على التوالي، ثم احصل على الميلي فولت بعد الطرح، أي درجة الحرارة.
