מהו צמד תרמי? איך עובד צמד תרמי? מהם התנאים הנדרשים לייצור צמד תרמי?

מהו צמד תרמי? זה מתחיל בעקרון מדידת טמפרטורת הצמד התרמי. צמד תרמי הוא אלמנט חישת טמפרטורה ומכשיר ראשוני. הוא מודד ישירות את הטמפרטורה וממיר את אות הטמפרטורה לאות פוטנציאלי תרמו -אלקטרי, המומר לטמפרטורה של המדיום שנמדד דרך מכשיר חשמלי (מכשיר משני). העיקרון הבסיסי של מדידת טמפרטורת הצמד התרמי הוא ששני מוליכים בעלי רכיבים שונים יוצרים לולאה סגורה. כאשר יש שיפוע טמפרטורה בשני הקצוות, זרם יעבור דרך הלולאה. נכון לעכשיו, יש כוח אלקטרומוטיבי של Seebeck בין שני הקצוות - הפוטנציאל התרמו -אלקטרוני, שהוא מה שמכונה אפקט Seebeck. שני המוליכים ההומוגניים של רכיבים שונים הם צמד תרמי. הסוף עם טמפרטורה גבוהה יותר הוא סוף העבודה, והסוף עם טמפרטורה נמוכה הוא הקצה החופשי. הסוף החופשי הוא בדרך כלל בטמפרטורה קבועה. על פי הקשר התפקודי בין פוטנציאל תרמו -אלקטרוני לטמפרטורה, נעשה סולם צמד תרמי; הסולם מתקבל כאשר טמפרטורת הקצה החופשית היא 0. צמד תרמי שונה כולל קשקשים שונים. כאשר חומר מתכת שלישי מחובר ללולאת הצמד התרמי, כל עוד הטמפרטורה של שני המגעים של החומר זהה, הפוטנציאל התרמו -אלקטרוני שנוצר על ידי הצמד התרמי יישאר ללא שינוי, כלומר, הוא לא יושפע מהמתכת השלישית המחוברת ללולאה. לכן, בעת מדידת הטמפרטורה עם צמד תרמי, ניתן לחבר מכשיר מדידה. לאחר מדידת הפוטנציאל התרמו -אלקטרוני ניתן לדעת את הטמפרטורה של המדיום שנמדד.

עיקרון עבודה של צמד תרמי:
שני מוליכים בעלי רכיבים שונים (הנקראים חוט צמד תרמי או תרמו -אלקטרודה) מחוברים בשני הקצוות ליצירת לולאה. כאשר הטמפרטורה של הצומת שונה, נוצר כוח אלקטרומוטיבי בלולאה. תופעה זו נקראת האפקט התרמו -אלקטרי, וכוח אלקטרומוטיבי זה נקרא הפוטנציאל התרמו -אלקטרי. צמד תרמי משתמש בעקרון זה למדידת הטמפרטורה. ביניהם, הסוף המשמש ישירות למדידת טמפרטורת המדיום נקרא סוף העבודה (נקרא גם סוף המדידה), והקצה השני נקרא הקצה הקור (נקרא גם סוף הפיצוי); הקצה הקור מחובר למכשיר התצוגה או למכשיר ההתאמה, ומכשיר התצוגה יציין את הפוטנציאל התרמו -אלקטרוני שנוצר על ידי הצמד התרמי.

צמד תרמי הוא למעשה ממיר אנרגיה, הממירה אנרגיה תרמית לאנרגיה חשמלית ומשתמשת בפוטנציאל התרמו -אלקטרי שנוצר למדידת הטמפרטורה. עבור הפוטנציאל התרמו -אלקטרוני של צמד התרמי, יש לציין את הנושאים הבאים:
1: הפוטנציאל התרמו -אלקטרי של צמד התרמי הוא ההבדל של פונקציית הטמפרטורה בשני קצוות הצמד התרמי, ולא פונקציה של הפרש הטמפרטורה בשני קצוות הצמד התרמי;
2: גודל הפוטנציאל התרמו -אלקטרי שנוצר על ידי הצמד התרמי, כאשר חומר הצמד התרמי אחיד, לא קשור לאורך ולקוטר של הצמד התרמי,
אך רק עם ההרכב של חומר הצמד התרמי והפרש הטמפרטורה בשני הקצוות;
3: כאשר נקבע הרכב החומר של שני חוטי הצמד התרמי של הצמד התרמי, גודל הפוטנציאל התרמו -אלקטרי של הצמד התרמי קשור רק להבדל הטמפרטורה של הצמד התרמי; אם הטמפרטורה של הקצה הקור של הצמד התרמי נשמרת קבועה, הפוטנציאל התרמו-אלקטרי של הצמד התרמי הוא רק פונקציה בעלת ערך יחיד של טמפרטורת הקצה.

חומרי צמד תרמי נפוצים הם: הם:
מספר הדירוג של צמד תרמי חומר צמד תרמי
אלקטרודה חיובית אלקטרודה שלילית
S Platinum Rhodium 10 פלטינה טהורה
R platinum rhodium 13 פלטינה טהורה
B פלטינה רודיום 30 פלטינה רודיום 6
K ניקל-כרום ניקל-סיליקון
T טהור נחושת נחושת-ניקל
J Iron Copper-Nickel
N ניקל-כרום-סיליקון ניקל-סיליקון
E ניקל-כרום נחושת-ניקל