Termopaartermomeeter – temperatuuri mõõtmine termoelektrilise efekti alusel
Termopaar on temperatuuritundlik element ja instrument. See mõõdab otseselt temperatuuri ja teisendab temperatuurisignaalid termoelektromootori jõu signaalideks, mis seejärel muudetakse elektriliste instrumentide (sekundaarsete instrumentide) abil mõõdetava keskkonna temperatuuriks.
Termopaari temperatuuri mõõtmise põhiprintsiip on see, et suletud ahela moodustavad kaks erineva koostisega homogeenset juhti. Kui kahe otsa vahel on temperatuurigradient, voolab vool läbi ahela ja kahe otsa vahel tekib elektromotoorjõud, nimelt termoelektromootorjõud. Seda tuntakse Seebecki efektina.
Kaks erineva koostisega homogeenset juhti on termoelektroodid. Kõrgemal temperatuuril ots on töötav ristmik ja madalamal temperatuuril lõpp on vaba ristmik. Vaba ristmikku hoitakse tavaliselt konstantsel temperatuuril. Termopaari kalibreerimise tabelid koostatakse vastavalt termoelektromootori jõu ja temperatuuri vahelisele funktsionaalsele suhtele. Kalibreerimistabelid saadakse tingimusel, et vaba ristmiku temperatuur on 0 kraadi; erinevatel termopaaridel on erinevad kalibreerimistabelid.
Kui termopaari ahelasse on ühendatud kolmas metallmaterjal, jääb termopaari tekitatud termoelektriline pinge muutumatuks, eeldusel, et temperatuurid selle materjali kahe ristmikul on võrdsed. See tähendab, et ahelasse sisestatud kolmas metall seda ei mõjuta. Seetõttu saab termopaari temperatuuri mõõtmisel ühendada mõõteriistad. Pärast termoelektromootorjõu mõõtmist saab määrata mõõdetava keskkonna temperatuuri.
Termopaari temperatuuri mõõtmiseks tuleb selle külma ristmiku (mõõteots on kuum ristmik; juhtmete kaudu mõõteahelaga ühendatud otsa nimetatakse külmaks ristmiks) temperatuur hoida konstantsena, nii et termoelektrilise pinge suurus säilitaks proportsionaalse suhte mõõdetud temperatuuriga. Kui külma ristmiku välistemperatuur mõõtmise ajal muutub, mõjutab see tõsiselt mõõtmistäpsust. Külma ristmikul meetmete võtmist külma ristmiku temperatuurimuutusest põhjustatud mõju kompenseerimiseks nimetatakse termopaaride külma ristmiku kompenseerimiseks.
Lisa: Arvutusmeetod termopaari külma ristmiku kompenseerimiseks Millivolt temperatuuriks: Mõõtke külma ülemineku temperatuur, teisendage see vastavaks millivolti väärtuseks, lisage see termopaari millivoldi väärtusele ja arvutage temperatuur. Temperatuur millivoltideks: mõõtke tegelik temperatuur ja külma ristmiku temperatuur, teisendage mõlemad vastavalt millivoltide väärtusteks, lahutage need millivolti väärtuse saamiseks ja seejärel määrake temperatuur.
