Le thermocouple est un élément de mesure de température courant. Il peut changer le signal de température en signal de chauffage électrique en mesurant la température.
Le principe de fonctionnement du thermocouple est que lorsque deux conducteurs ou semi-conducteurs différents A et B forment un circuit et que leurs deux extrémités sont connectées l'une à l'autre, tant que la température aux deux nœuds est différente, la température à une extrémité est t, appelée extrémité active ou extrémité chaude, et la température à l'autre extrémité est t0, connue sous le nom d'extrémité libre, également connue sous le nom d'extrémité de référence ou d'extrémité froide, la boucle générera une force électromotrice dont la direction et la taille sont liées au matériau conducteur et la température des deux contacts. Ce phénomène est appelé effet thermoélectrique, le circuit composé de deux conducteurs est appelé thermocouple. Ces deux conducteurs sont appelés pôle thermoélectrique et la force électromotrice générée est appelée force électromotrice thermoélectrique.
La CEM thermoélectrique se compose de deux parties. L’un est la FEM de contact de deux conducteurs et l’autre est la FEM de différence de température d’un seul conducteur. L'ampleur de la FEM thermoélectrique dans la boucle du thermocouple est uniquement liée au matériau conducteur et à la température des deux contacts, mais pas à la forme et à la taille du capteur thermocouple . Lorsque les deux matériaux d'électrode du thermocouple sont fixés, la FEM thermoélectrique sera la température à deux contacts T et t0.
Cette relation a été largement utilisée dans la mesure pratique de la température. Étant donné que la partie froide t0 est constante, la FEM thermoélectrique produite par le capteur à thermocouple ne change qu'avec la température de la partie chaude (extrémité de mesure), c'est-à-dire qu'une certaine FEM thermoélectrique correspond à une certaine température. Nous ne pouvons atteindre l’objectif de mesure de la température qu’en mesurant les champs électromagnétiques thermoélectriques.
Le principe de base de la mesure de la température par thermocouple est que deux composants différents des conducteurs matériels forment un circuit fermé.
Lorsqu'il y a un gradient de température aux deux extrémités, il y aura du courant traversant le circuit, puis il y aura une force électromotrice - une force électromotrice thermoélectrique entre les deux extrémités, ce qu'on appelle l'effet Seebeck. Deux types de conducteurs homogènes avec des composants différents sont des pôles thermoélectriques, celui avec une température plus élevée est l'extrémité active, celui avec une température plus basse est l'extrémité libre et l'extrémité libre est généralement à une température constante. Selon la relation fonctionnelle entre la FEM thermoélectrique et la température, la table de graduation du thermocouple est établie. La table de graduation est obtenue lorsque la température de l'extrémité libre est de 0 ℃ et différents thermocouples ont des tables de graduation différentes.
Lorsque le troisième matériau métallique est connecté au circuit du thermocouple, tant que la température des deux contacts du matériau est la même, le potentiel thermoélectrique généré par le capteur du thermocouple restera inchangé, c'est-à-dire qu'il ne sera pas affecté par le troisième métal du circuit. Par conséquent, lorsque le thermocouple est utilisé pour mesurer la température, il peut être connecté à un instrument de mesure et la température du milieu mesuré peut être connue après la mesure de la FEM thermoélectrique. Lors de la mesure de la température d'un thermocouple, la température de son extrémité froide (l'extrémité de mesure est l'extrémité chaude et l'extrémité connectée au circuit de mesure via le fil conducteur est appelée l'extrémité froide) doit rester inchangée et son potentiel thermique est proportionnel à la température mesurée. Si la température de la partie froide (environnement) change pendant la mesure, cela affectera sérieusement la précision de la mesure. La prise de certaines mesures pour compenser l'influence provoquée par le changement de température de l'extrémité froide est appelée compensation normale de l'extrémité froide du thermocouple. Fil de compensation spécial pour connexion avec instrument de mesure.
Il existe deux méthodes de calcul de compensation de soudure froide par thermocouple. La première va du millivolt à la température : mesurez la température de l'extrémité froide, convertissez-la en la valeur en millivolt correspondante, ajoutez-la à la valeur en millivolt du thermocouple à bride et convertissez-le en température. Une autre compensation est de la température aux millivolts : mesurez la température réelle et la température de l'extrémité froide, convertissez-les respectivement en millivolts, puis obtenez les millivolts après soustraction, c'est-à-dire la température.
