หลักการทำงานของเทอร์โมคัปเปิล

เทอร์โมคัปเปิลเป็นองค์ประกอบการวัดอุณหภูมิทั่วไป มันสามารถเปลี่ยนสัญญาณอุณหภูมิเป็นสัญญาณทำความร้อนไฟฟ้าโดยการวัดอุณหภูมิ

หลักการทำงานของเทอร์โมคัปเปิลคือเมื่อตัวนำสองตัวที่แตกต่างกันหรือเซมิคอนดักเตอร์ A และ B ก่อตัวเป็นวงจรและปลายทั้งสองของพวกเขาเชื่อมต่อกันตราบใดที่อุณหภูมิที่สองโหนดนั้นแตกต่างกันอุณหภูมิที่ปลายด้านหนึ่งคือ t ซึ่งเรียกว่าปลายหรือปลายทางการอ้างอิง ซึ่งเกี่ยวข้องกับวัสดุตัวนำและอุณหภูมิของหน้าสัมผัสทั้งสอง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าเอฟเฟกต์เทอร์โมอิเล็กทริกวงจรที่ประกอบด้วยตัวนำสองตัวนั้นเรียกว่าเทอร์โมคัปเปิล ตัวนำทั้งสองนี้เรียกว่าขั้วเทอร์โมอิเล็กทริกและแรงไฟฟ้าที่สร้างขึ้นเรียกว่าแรงไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริก

Thermoelectric EMF ประกอบด้วยสองส่วน หนึ่งคือการติดต่อ EMF ของตัวนำสองตัวและอื่น ๆ คือความแตกต่างของอุณหภูมิ EMF ของตัวนำเดียว ขนาดของเทอร์โมอิเล็กทริก EMF ในลูปเทอร์โมคัปเปิลนั้นเกี่ยวข้องกับวัสดุตัวนำและอุณหภูมิของหน้าสัมผัสทั้งสอง แต่ไม่ใช่รูปร่างและขนาดของ เซ็นเซอร์เทอร์โมคัปเปิ ล เมื่อวัสดุอิเล็กโทรดทั้งสองของเทอร์โมคัปเปิลได้รับการแก้ไขเทอร์โมอิเล็กทริก EMF จะเป็นอุณหภูมิสองติดต่อ T และ T0

ความสัมพันธ์นี้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดอุณหภูมิในทางปฏิบัติ เนื่องจากปลายเย็น T0 เป็นค่าคงที่ thermoelectric EMF ที่ผลิตโดยเซ็นเซอร์เทอร์โมคัปเปิลจะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิของปลายร้อนเท่านั้น เราสามารถบรรลุเป้าหมายของการวัดอุณหภูมิโดยการวัดเทอร์โมอิเล็กทริก EMF เท่านั้น

หลักการพื้นฐานของการวัดอุณหภูมิเทอร์โมคัปเปิลคือองค์ประกอบสองส่วนที่แตกต่างกันของตัวนำวัสดุเป็นวงจรปิด

เมื่อมีการไล่ระดับอุณหภูมิที่ปลายทั้งสองจะมีกระแสผ่านวงจรและจากนั้นจะมีแรงไฟฟ้า - แรงไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกระหว่างปลายทั้งสองซึ่งเป็นเอฟเฟกต์ Seebeck ที่เรียกว่า ตัวนำที่เป็นเนื้อเดียวกันสองชนิดที่มีส่วนประกอบที่แตกต่างกันคือขั้วเทอร์โมอิเล็กทริกหนึ่งที่มีอุณหภูมิสูงกว่าคือจุดสิ้นสุดการทำงานหนึ่งที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าคือปลายอิสระและปลายอิสระมักจะอยู่ที่อุณหภูมิคงที่ จากความสัมพันธ์ของฟังก์ชั่นระหว่างเทอร์โมอิเล็กทริก EMF และอุณหภูมิตารางการสำเร็จการศึกษาของเทอร์โมคัปเปิลจะทำ ตารางการสำเร็จการศึกษาจะได้รับเมื่ออุณหภูมิสิ้นสุดฟรีคือ 0 ℃และเทอร์โมคัปเปิลที่แตกต่างกันมีตารางการสำเร็จการศึกษาที่แตกต่างกัน

เมื่อวัสดุโลหะที่สามเชื่อมต่อกับวงจรเทอร์โมคัปเปิลตราบใดที่อุณหภูมิของการสัมผัสสองตัวของวัสดุเหมือนกันศักยภาพเทอร์โมอิเล็กทริกที่เกิดจากเซ็นเซอร์เทอร์โมคัปเปิลจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลงนั่นคือมันจะไม่ได้รับผลกระทบจากโลหะที่สามในวงจร ดังนั้นเมื่อใช้เทอร์โมคัปเปิลสำหรับการวัดอุณหภูมิก็สามารถเชื่อมต่อกับเครื่องมือวัดและอุณหภูมิของสื่อที่วัดได้สามารถทราบได้หลังจากวัดเทอร์โมอิเล็กทริก EMF เมื่อวัดอุณหภูมิของเทอร์โมคัปเปิลอุณหภูมิของปลายเย็น (ปลายการวัดคือปลายร้อนและปลายที่เชื่อมต่อกับวงจรการวัดผ่านสายตะกั่วเรียกว่าปลายเย็น) จะต้องไม่เปลี่ยนแปลงและศักยภาพความร้อนของมันเป็นสัดส่วนกับอุณหภูมิที่วัดได้ หากอุณหภูมิของปลายเย็น (สภาพแวดล้อม) เปลี่ยนแปลงในระหว่างการวัดมันจะส่งผลกระทบต่อความแม่นยำของการวัดอย่างจริงจัง การใช้มาตรการบางอย่างเพื่อชดเชยอิทธิพลที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิปลายเย็นเรียกว่าการชดเชยปลายเย็นปกติของเทอร์โมคัปเปิล ลวดชดเชยพิเศษสำหรับการเชื่อมต่อกับเครื่องมือวัด

มีวิธีการคำนวณสองวิธีของการชดเชยทางแยกเย็นเทอร์โมคัปเปิล อย่างแรกคือจาก Millivolt ถึงอุณหภูมิ: วัดอุณหภูมิปลายเย็นแปลงเป็นค่า millivolt ที่สอดคล้องกันเพิ่มลงในค่า millivolt ของ เทอร์โมคัปเปิล และแปลงเป็นอุณหภูมิ การชดเชยอีกประการหนึ่งคือจากอุณหภูมิเป็นมิลลิโวลต์: วัดอุณหภูมิที่แท้จริงและอุณหภูมิปลายเย็นแปลงเป็นมิลลิโวลต์ตามลำดับจากนั้นรับมิลลิโวลต์หลังจากการลบนั่นคืออุณหภูมิ