Термопара є звичайним елементом вимірювання температури. Він може змінити сигнал температури на сигнал електричного нагрівання шляхом вимірювання температури.
Принцип роботи термопари полягає в тому, що коли два різні провідники або напівпровідники A і B утворюють ланцюг і їх два кінці з’єднані один з одним, якщо температура в двох вузлах різна, температура на одному кінці дорівнює t, що називається робочим кінцем або гарячим кінцем, а температура на іншому кінці дорівнює t0 , відомому як вільний кінець, який також відомий як контрольний кінець або холодний кінець, петля генеруватиме електрорушійну силу, напрямок і розмір які пов’язані з матеріалом провідника та температурою двох контактів. Це явище називається термоелектричним ефектом, ланцюг, що складається з двох провідників, є так званою термопарою. Ці два провідники називаються термоелектричними полюсами, а створювана електрорушійна сила — термоелектричною електрорушійною силою.
Термоелектрична ЕРС складається з двох частин. Одна — контактна ЕРС двох провідників, інша — різниця температур одного провідника. Величина термоелектричної ЕРС у контурі термопари залежить лише від матеріалу провідника та температури двох контактів, але не від форми та розміру контакту. датчик термопари . Коли два електродні матеріали термопари закріплені, термоелектрична ЕРС буде двоконтактною температурою T і t0.
Це співвідношення широко використовується в практичних вимірюваннях температури. Оскільки холодний кінець t0 постійний, термоелектрична ЕРС, створювана датчиком термопари, змінюється лише з температурою гарячого кінця (вимірювального кінця), тобто певна термоелектрична ЕРС відповідає певній температурі. Ми можемо досягти мети вимірювання температури лише шляхом вимірювання термоелектричної ЕРС.
Основний принцип вимірювання температури термопарою полягає в тому, що два різні компоненти матеріальних провідників утворюють замкнутий контур.
Коли на обох кінцях є градієнт температури, через ланцюг буде проходити струм, а потім виникне електрорушійна сила - термоелектрична електрорушійна сила між двома кінцями, що є так званим ефектом Зеєбека. Два види однорідних провідників з різними компонентами є термоелектричними полюсами, один з вищою температурою є робочим кінцем, той з нижчою температурою є вільним кінцем, а вільний кінець зазвичай має постійну температуру. Відповідно до функціонального зв'язку між термоелектричною ЕРС і температурою, складається таблиця градуювання термопари. Градуювання таблиці отримують, коли температура вільного кінця становить 0 ℃, і різні термопари мають різні градуювання.
Коли третій металевий матеріал підключений до ланцюга термопари, доки температура двох контактів матеріалу однакова, термоелектричний потенціал, створений датчиком термопари, залишатиметься незмінним, тобто на нього не впливатиме третій метал у ланцюзі. Тому, коли термопара використовується для вимірювання температури, її можна підключити до вимірювального приладу, і температура вимірюваного середовища може бути відома після вимірювання термоелектричної ЕРС. Під час вимірювання температури термопари температура її холодного кінця (вимірювальний кінець є гарячим кінцем, а кінець, з’єднаний із вимірювальним ланцюгом через підвідний провід, називається холодним кінцем) повинна залишатися незмінною, а її тепловий потенціал пропорційний виміряній температурі. Якщо температура холодного кінця (навколишнього середовища) змінюється під час вимірювання, це серйозно вплине на точність вимірювання. Вжиття деяких заходів для компенсації впливу, спричиненого зміною температури холодного кінця, називається нормальною компенсацією холодного кінця термопари. Спеціальний компенсаційний провід для підключення до вимірювального приладу.
Існує два методи розрахунку компенсації холодного спаю термопари. По-перше, від мілівольт до температури: виміряйте температуру холодного кінця, перетворите її на відповідне значення в мілівольтах, додайте його до значення в мілівольтах фланцеву термопару та перетворити її на температуру. Інша компенсація – від температури до мілівольт: виміряйте фактичну температуру та температуру холодного кінця, перетворіть їх у мілівольти відповідно, а потім після віднімання отримайте мілівольти, тобто температуру.
