כיצד נוצר מתח mv של צמד תרמי

צמד תרמי הוא מכשיר המשתמש באפקט התרמו-אלקטרי למדידת טמפרטורה. הוא מורכב מחוטים העשויים משני חומרי מתכת שונים, כאשר קצה אחד של שני החוטים מרותך יחד ליצירת צומת חם, והקצה השני מחובר למחוון של מכשיר מדידת הטמפרטורה. כאשר הצומת החם של הצמד התרמי בא במגע עם האובייקט הנמדד, נוצר אות מתח חלש עקב האפקט התרמו-אלקטרי. אות זה הוא מתח mv של הצמד התרמי.

1. אפקט טרמו-אלקטרי
האפקט התרמו-אלקטרי מתייחס לתופעה של הבדל פוטנציאל בין שני מוליכים מתכתיים מחוברים בטמפרטורות שונות. על פי העקרונות השונים של אפקט תרמו-אלקטרי, ניתן לחלק אותו לאפקט וולטמטרי תרמו-אלקטרי, אפקט פוטנציאל תרמו-אלקטרי ואפקט עיפרון תרמו-אלקטרי.

2. עקרון מדידת טמפרטורה של צמדים תרמיים
עקרון מדידת הטמפרטורה של צמדים תרמיים מבוסס על עקרון העבודה של אפקט תרמו-אלקטרי. כאשר הצומת החם של צמד תרמי בא במגע עם האובייקט הנמדד, יהיה הפרש טמפרטורה בין שני מוליכים מתכתיים שונים, וכתוצאה מכך הפרש פוטנציאל חלש. הפרש פוטנציאל זה עומד ביחס ישר לטמפרטורת העצם הנמדד, ובאמצעות מדידת גודל הפרש הפוטנציאל ניתן למדוד בעקיפין את הטמפרטורה של העצם הנמדד.

3. שיטת חישוב למתח mv של צמדים תרמיים
בשל הפרש הפוטנציאל הקטן שנוצר על ידי צמדים תרמיים, הוא מתבטא בדרך כלל במיליוולט (mv). קיים קשר ליניארי מסוים בין מתח ה-mv של הצמד התרמי לטמפרטורת האובייקט הנמדד, וניתן להמיר את הפרש הפוטנציאל הנמדד לערך הטמפרטורה בפועל באמצעות כיול.

4. היתרונות של צמדים תרמיים
כחיישן טמפרטורה, לצמדים תרמיים יש את היתרונות הבאים: 1. טווח מדידת טמפרטורה רחב, שיכול להגיע לעשרות עד אלפי מעלות; 2. מהירות תגובה מהירה, מתאים למצבים הדורשים מדידה מהירה; 3. חוזק מכני גבוה, מסוגל להסתגל לסביבות עבודה קשות; 4. חיי שירות ארוכים, מסוגל לעבוד ביציבות לאורך זמן.

5. תחומי יישום של צמדים תרמיים
צמדים תרמיים נמצאים בשימוש נרחב בתהליכי מדידת טמפרטורה ובקרה בבקרת אוטומציה תעשייתית, פטרוכימיה, מטלורגיה, חשמל, תעופה וחלל ועוד תחומים.

6. אמצעי זהירות לצמדים תרמיים
בעת שימוש בצמדים תרמיים למדידת טמפרטורה, יש לשים לב לנקודות הבאות: 1. חלק המגע של הצמד התרמי צריך להיות במגע מלא עם האובייקט הנמדד כדי להבטיח מדידת טמפרטורה מדויקת; 2. שימו לב להגנה על צמדים תרמיים כדי למנוע נזק מכני או קורוזיה כימית.

הפרש הפוטנציאל החלש שנוצר מהאפקט התרמו-אלקטרי מאפשר לצמדים תרמיים למדוד בעקיפין את הטמפרטורה של האובייקט הנמדד, וכיול יכול להמיר את הפרש הפוטנציאל הנמדד לערך הטמפרטורה בפועל. לצמדים תרמיים יש את היתרונות של טווח מדידת טמפרטורה רחב, מהירות תגובה מהירה, חוזק מכני גבוה וחיי שירות ארוכים, והם נמצאים בשימוש נרחב בבקרה אוטומציה תעשייתית ובתחומים אחרים.