熱電対温度測定の基本原理

熱電対温度測定の基本原理
2 つの異なる材料の導体または半導体 A と B をはんだ付けすると、閉回路が形成されます。 導体 A と B の 2 つの接続点 1 と 2 の間に温度差がある場合、それらの間に起電力が発生し、回路内にさまざまな大きさの電流が発生します。 この現象は熱電効果と呼ばれます。 熱電対はこの効果を利用して機能します。
熱電対とは何ですか?
熱電対と熱抵抗は、どちらも温度測定における接触式温度測定に属します。 物体の温度を測定するという機能は同じですが、原理や特性は同じではありません。
熱電対は、温度測定に広く使用されている温度デバイスです。 主な特徴は、広い測定範囲、安定した性能、シンプルな構造、優れた動的応答、および遠隔から 4-20mA 電気信号を送信できるため、自動制御や集中制御が容易であることです。 熱電対の温度測定原理は、熱電効果に基づいています。 2 つの異なる導体または半導体が閉回路に接続されている場合、2 つの接合部の温度が異なると、回路内で熱電効果またはゼーベック効果が発生します。 閉回路内で発生する熱電位は 2 種類の電位で構成されます。 温度差電位と接触電位。 熱電位とは、異なる温度によって同じ導体の両端に発生する電位を指します。 導体が異なれば電子密度も異なるため、生成される電位も異なります。 名前が示すように、接触電位とは、2 つの異なる導体が接触し、電子密度が異なるために一定量の電子拡散が生じるときに形成される電位を指します。 それらが特定の平衡に達すると、電位が形成されます。接触電位の大きさは、2 つの異なる導体の材料特性とそれらの接触点の温度に依存します。
熱電対の構造には通常タイプと外装タイプの2種類があります。 通常の熱電対は一般に熱電極、絶縁チューブ、保護スリーブ、接続箱で構成されていますが、外装熱電対は熱電対線、絶縁材、金属保護スリーブを組み立てて引き伸ばした固体の組み合わせです。 ただし、熱電対の電気信号には、伝送用の特別なタイプのワイヤが必要です。これを補償ワイヤと呼びます。 熱電対が異なれば必要な補償ワイヤも異なります。その主な機能は、熱電対に接続して熱電対の基準端を電源から遠ざけ、それによって基準端の温度を安定させることです。 補償線は補償タイプと延長タイプの2種類に分かれます。 延長ワイヤの化学組成は補償熱電対の化学組成と同じです。 ただし、実際には、延長ワイヤは熱電対と同じ材料で作られておらず、一般に熱電対と同じ電子密度を持つワイヤに置き換えられます。 補償ワイヤと熱電対の間の接続は、通常、非常に明確です。 熱電対の正極は補償線の赤い線に接続され、負極は残りの色に接続されます。 ほとんどの補償ワイヤは銅ニッケル合金でできています。