熱電対は一般的な温度測定素子です。温度を測定することで温度信号を電気加熱信号に変換することができます。
熱電対の動作原理は、2 つの異なる導体または半導体 A と B が回路を形成し、その両端が相互に接続されている場合、2 つのノードの温度が異なる限り、一方の端の温度は t (動作端またはホット端と呼ばれます)、もう一方の端の温度は t0 (自由端として知られ、基準端またはコールド端とも呼ばれます) であり、ループは起電力を生成します。その方向とサイズは起電力に関係します。導体の材質と 2 つの接点の温度。この現象は熱電効果と呼ばれ、2本の導体から構成される回路はいわゆる熱電対です。この2本の導体を熱電極といい、発生する起電力を熱起電力といいます。
熱電起電力は 2 つの部分で構成されます。 1 つは 2 つの導体の接触 EMF であり、もう 1 つは 1 つの導体の温度差 EMF です。熱電対ループ内の熱電起電力の大きさは、導体の材質と 2 つの接点の温度にのみ関係しますが、接点の形状やサイズには関係しません。 熱電対センサー。熱電対の 2 つの電極材料が固定されている場合、熱電起電力は 2 つの接触温度 T および t0 になります。
この関係は実際の温度測定に広く使用されています。コールドエンド t0 は一定であるため、熱電対センサーによって生成される熱電起電力はホットエンド (測定端) の温度によってのみ変化します。つまり、特定の熱電起電力は特定の温度に対応します。熱電起電力を測定することによってのみ、温度測定の目標を達成できます。
熱電対温度測定の基本原理は、材料導体の 2 つの異なるコンポーネントが閉回路を形成することです。
両端に温度勾配がある場合、回路に電流が流れ、両端間に起電力、つまり熱起電力が発生します。これがいわゆるゼーベック効果です。成分の異なる 2 種類の均質な導体が熱電極であり、温度が高い方が動作端、温度が低い方が自由端であり、自由端は通常一定の温度にあります。熱電起電力と温度の関数関係に従って、熱電対の目盛表が作成されます。目盛表は自由端温度が0℃のときの目盛表であり、熱電対ごとに目盛表が異なります。
3 番目の金属材料が熱電対回路に接続されている場合、材料の 2 つの接点の温度が同じである限り、熱電対センサーによって生成される熱電位は変化しません。つまり、回路内の 3 番目の金属の影響を受けません。したがって、熱電対を温度測定に使用する場合、測定器に接続し、熱電起電力を測定した後、被測定媒体の温度を知ることができます。熱電対の温度を測定する場合、そのコールドエンド（測定端をホットエンド、リード線を介して測定回路に接続されている側をコールドエンドといいます）の温度が変化しないことが必要であり、熱電対の熱電位は測定温度に比例します。測定中にコールドエンド（環境）の温度が変化すると、測定精度に重大な影響を与えます。冷端温度の変化による影響を補償するために何らかの措置を講じることを、熱電対の通常の冷端補償といいます。測定器との接続に使用する専用の補償線です。
熱電対冷接点補償には 2 つの計算方法があります。 1 つ目はミリボルトから温度です。コールドエンドの温度を測定し、それを対応するミリボルト値に変換し、それを温度のミリボルト値に加算します。 熱電対をフランジし、温度に変換します。もう 1 つの補正は、温度からミリボルトへの補正です。実際の温度とコールドエンド温度を測定し、それぞれミリボルトに変換し、減算後のミリボルト、つまり温度を取得します。
