צמד תרמי משמש לרוב רכיבי מדידת טמפרטורה במכשירי מדידת טמפרטורה?

צמד תרמי הוא אלמנט מדידת טמפרטורה נפוץ במכשירי מדידת טמפרטורה. הוא מודד ישירות את הטמפרטורה וממיר את אות הטמפרטורה לאות פוטנציאלי תרמו -אלקטרי, המומר אז לטמפרטורה של המדיום שנמדד דרך מכשירים חשמליים (מכשירים משניים). המראה של צמד תרמי שונים משתנה לעתים קרובות מאוד בגלל צרכיהם, אך המבנים הבסיסיים שלהם זהים בערך. בדרך כלל הם מורכבים מחלקים עיקריים כמו אלקטרודות חמות, שרוולי בידוד ותיבות צומת, ומשמשות בדרך כלל בשילוב עם מכשירי תצוגה, מכשירי הקלטה ורגולטורים אלקטרוניים.

העיקרון הבסיסי של מדידת טמפרטורת הצמד התרמי הוא ששני מוליכים עם קומפוזיציות שונות יוצרים מעגל סגור. כאשר יש שיפוע טמפרטורה בשני הקצוות, הזרם יזרום במעגל, ויהיה כוח אלקטרומוטיבי - כוח תרמו -אלקטרי - בין שני הקצוות, המכונה אפקט Seebeck. שני מוליכים הומוגניים עם קומפוזיציות שונות הם אלקטרודות תרמו -אלקטריות, עם קצה הטמפרטורה הגבוה יותר כסוף העבודה וקצה הטמפרטורה הנמוך יותר כקצה החופשי, שהוא בדרך כלל בטמפרטורה קבועה. צור טבלת כיול תרמית בצמד תרמי המבוסס על הקשר התפקודי בין פוטנציאל תרמו -אלקטרוני לטמפרטורה; טבלת הכיול מתקבלת בתנאי של טמפרטורת קצה חופשית של 0, ולצמדות תרמיות שונות יש טבלאות כיול שונות.

כאשר חומר מתכת שלישי מחובר למעגל צמד תרמי, כל עוד הטמפרטורה של שני המגעים של החומר זהה, הפוטנציאל התרמו -אלקטרי שנוצר על ידי הצמד התרמי יישאר ללא שינוי ולא יושפע מחיבור המתכת השלישית למעגל. לכן, בעת שימוש בצמד תרמי למדידת טמפרטורה, ניתן לחבר מכשיר מדידה למדידת הפוטנציאל התרמו -אלקטרוני, וניתן לקבוע את הטמפרטורה של המדיום המדוד. כאשר מדידת טמפרטורת עם צמד תרמי, נדרש כי הטמפרטורה של הקצה הקור שלה (קצה המדידה הוא הקצה החם, והסוף המחובר למעגל המדידה דרך עופרת נקרא הקצה הקר) נשאר קבוע, כך שעוצמת הפוטנציאל התרמו -אלקטרוני שלו היא פרופורציונלית לטמפרטורה המדודה. אם הטמפרטורה משתנה בקצה הקור במהלך המדידה, היא תשפיע ברצינות על דיוק המדידה. נקיטת אמצעים מסוימים לפיצוי על ההשפעה הנגרמת כתוצאה משינויי טמפרטורה בקצה הקור נקראת פיצוי תקינה של קצה קר עבור צמד תרמי. השתמש בחוטי פיצוי ייעודיים כדי להתחבר למכשירי מדידה.

שיטת חישוב לפיצוי צומת קר תרמי:
ממיליוולט לטמפרטורה: מדוד את טמפרטורת הצומת הקרה, המירו אותו לערך המיליוולט המתאים, הוסיפו אותו לערך המיליוולט של הצמד התרמי והמירו לטמפרטורה;
מהטמפרטורה למיליוולט: מדוד את הטמפרטורה והטמפרטורה של הקצה הקור בפועל, המיר אותם למיליוולט, הפחית אותם כדי להשיג את ערך המיליוולט ואז להשיג את הטמפרטורה.

שימוש נכון בצמד תרמי יכול לא רק להשיג במדויק ערכי טמפרטורה ולהבטיח איכות המוצר, אלא גם לחסוך צריכת חומרים של צמד תרמי, מה שלא רק חוסך כסף אלא גם מבטיח איכות המוצר. התקנה שגויה, מוליכות תרמית ופיגור זמן הם השגיאות העיקריות בשימוש בתושבים תרמיים.

הטמפרטורה היא אחד הפרמטרים החשובים שצריך למדוד ולשליטה בתהליכי ייצור תעשייתיים. צמד תרמי נמצא בשימוש נרחב במדידת טמפרטורה, עם יתרונות רבים כמו מבנה פשוט, ייצור נוח, טווח מדידה רחב, דיוק גבוה, אינרציה נמוכה והעברה מרחוק קלה של אותות פלט. בנוסף, שכן צמד תרמי הוא חיישנים פעילים שאינם דורשים מקור כוח חיצוני למדידה, הם נוחים מאוד לשימוש ומשמשים לעתים קרובות למדידת טמפרטורת הגזים או הנוזלים בתנורים וצינורות, כמו גם את טמפרטורת השטח של המוצקים.