Termopari on yleinen lämpötilan mittauselementti. Se voi muuttaa lämpötilasignaalin sähköiseksi lämmityssignaaliksi mittaamalla lämpötilaa.
Termoparin toimintaperiaate on, että kun kaksi erilaista johdinta tai puolijohdetta A ja B muodostavat piirin ja niiden kaksi päätä on kytketty toisiinsa, niin kauan kuin lämpötila molemmissa solmuissa on erilainen, lämpötila toisessa päässä on t, jota kutsutaan työpääksi tai kuumaksi pääksi, ja toisessa päässä on t0, joka tunnetaan nimellä vapaa pää, joka muodostaa myös kylmän pään voiman, joka tunnetaan myös nimellä viitepää tai silmukka. joista liittyvät johdinmateriaaliin ja kahden koskettimen lämpötilaan. Tätä ilmiötä kutsutaan termosähköiseksi efektiksi, kahdesta johtimesta koostuva piiri on ns. termopari. Näitä kahta johdinta kutsutaan termosähköiseksi napaksi, ja syntyvää sähkömoottorivoimaa kutsutaan lämpösähköiseksi sähkömoottorivoimaksi.
Termosähköinen EMF koostuu kahdesta osasta. Toinen on kahden johtimen kosketus-EMF ja toinen yhden johtimen lämpötila-ero EMF. Termosähköisen EMF:n suuruus termoparisilmukassa riippuu yksinään johdinmateriaalista ja kahden koskettimen lämpötilasta, mutta ei liittimen muotoon ja kokoon. termoelementin anturi . Kun termoparin kaksi elektrodimateriaalia on kiinnitetty, lämpösähköinen EMF on kahden kosketuksen lämpötila T ja t0.
Tätä suhdetta on käytetty laajasti käytännön lämpötilamittauksissa. Koska kylmäpää t0 on vakio, termoelementin tuottama termosähköinen EMF muuttuu vain kuuman pään (mittauspään) lämpötilan mukaan, eli tietty lämpösähköinen EMF vastaa tiettyä lämpötilaa. Voimme saavuttaa lämpötilan mittaustavoitteen vain mittaamalla lämpösähköistä EMF:ää.
Termoelementin lämpötilamittauksen perusperiaate on, että materiaalijohtimien kaksi eri komponenttia muodostavat suljetun piirin.
Kun molemmissa päissä on lämpötilagradientti, virta kulkee piirin läpi, ja sitten tulee sähkömotorinen voima - lämpösähköinen sähkömotorinen voima molempien päiden välillä, mikä on ns. Seebeck-ilmiö. Kahdenlaisia homogeenisia johtimia, joissa on eri komponentit, ovat lämpösähköisiä napoja, korkeamman lämpötilan työpää, alhaisemman lämpötilan vapaa pää ja vapaa pää on yleensä vakiolämpötilassa. Termosähköisen EMF:n ja lämpötilan välisen funktiosuhteen mukaan tehdään termoparin asteikkotaulukko. Jakotaulukko saadaan, kun vapaan pään lämpötila on 0 ℃ ja eri termopareissa on eri asteikkotaulukot.
Kun kolmas metallimateriaali kytketään termoparipiiriin, niin kauan kuin materiaalin kahden koskettimen lämpötila on sama, termoelementin anturin synnyttämä termosähköinen potentiaali pysyy muuttumattomana, eli piirin kolmas metalli ei vaikuta siihen. Siksi, kun termoparia käytetään lämpötilan mittaamiseen, se voidaan liittää mittauslaitteeseen ja mitattavan väliaineen lämpötila voidaan tietää lämpösähköisen EMF:n mittauksen jälkeen. Termoparin lämpötilaa mitattaessa sen kylmän pään lämpötilan (mittauspää on kuuma pää ja johtolangan kautta mittauspiiriin kytkettyä päätä kutsutaan kylmäksi pääksi) vaaditaan pysyvän ennallaan ja sen lämpöpotentiaali on verrannollinen mitattuun lämpötilaan. Jos kylmän pään (ympäristön) lämpötila muuttuu mittauksen aikana, se vaikuttaa vakavasti mittaustarkkuuteen. Joidenkin toimenpiteiden toteuttamista kylmän pään lämpötilan muutoksen aiheuttaman vaikutuksen kompensoimiseksi kutsutaan termoparin normaaliksi kylmäpään kompensaatioksi. Erityinen kompensointijohto mittauslaitteen liittämistä varten.
Termoparin kylmäliitoksen kompensointiin on kaksi laskentamenetelmää. Ensimmäinen on millivoltista lämpötilaan: mittaa kylmän loppulämpötila, muunna se vastaavaksi millivolttiarvoksi, lisää se millivolttiarvoon laippatermopari ja muuntaa se lämpötilaan. Toinen kompensaatio on lämpötilasta millivoltteihin: mittaa todellinen lämpötila ja kylmän loppulämpötila, muunna ne vastaavasti millivolteiksi ja saa sitten vähennyksen jälkeen millivoltit, eli lämpötila.
