熱電対のしくみ

熱電対（熱電対）は、温度測定器で一般的に使用される温度測定要素です。 温度を直接測定し、温度信号を熱起電力信号に変換し、電気計測器（二次計測器）を介して測定媒体の温度に変換します。 さまざまな熱電対の形状はニーズによって大きく異なることがよくありますが、基本的な構造はほぼ同じで、通常はサーモード、絶縁スリーブ保護チューブ、ジャンクションボックスなどの主要部品で構成され、通常はディスプレイ機器、記録機器、電子調整が含まれます。 デバイスと組み合わせて使用されます。

はじめに工業生産プロセスでは、温度は測定および制御する必要のある重要なパラメータの1つです。 温度測定では、熱電対が広く使用されています。 シンプルな構造、便利な製造、広い測定範囲、高精度、小さな慣性、出力信号の簡単なリモート送信など、多くの利点があります。 また、熱電対はアクティブセンサーであるため、測定時に外部電源なしで使用すると非常に便利であり、炉やパイプ内の気体や液体の温度や固体の表面温度を測定するためによく使用されます[1]。.

動作原理2つの異なる導体または半導体AとBがループを形成し、2つの端が互いに接続されている場合、2つの接合部の温度が異なる限り、一方の端の温度はTであり、これは動作と呼ばれます。端またはホットエンドであり、もう一方の端の温度はTです。自由端（基準端とも呼ばれます）またはコールドエンドと呼ばれるT0の場合、起電力がループ内で生成され、方向と大きさが起電力の割合は、導体の材質と2つの接合部の温度に関係しています。この現象を「熱電効果」、2本の導体で構成されるループを「熱電対」、この2本の導体を「熱電極」、発生する起電力を「熱電力」と呼びます。熱起電力は2つの部分で構成されます。起電力1つは2つの導体の接触起電力で、もう1つは1つの導体の熱電起電力です。熱電対ループ内の熱起電力のサイズは、導体の材質と温度にのみ関係します。熱電対を構成する2つの接合部であり、熱電対の形状に関係します。サイズは関係ありません。熱電対の2つの電極材料が固定されている場合、熱起電力は2つの接合部温度tとt0の関数差です。つまり、実際の温度測定では、次の式（以下）が広く使用されています。一定の場合、熱電対によって生成される熱起電力は、ホットエンド（測定端）の温度によってのみ変化します。つまり、特定の熱起電力は特定の温度に対応します。温度測定の目的を達成するために必要なのは熱起電力を測定することだけです

熱電対温度測定の基本原理は、2つの異なる材料導体が閉ループを形成することです。両端に温度勾配がある場合、電流がループを流れます。このとき、両端間に起電力があります。これはいわゆるSeebeck効果です。 2つの異なる組成の均質な導体は高温電極であり、高温側が動作端、低温側が自由端であり、自由端は通常一定温度です。熱電対の力と温度の関数関係に従って、熱電対の目盛り表が作成されます。目盛り表は、自由端の温度が0°Cの条件で取得され、熱電対が異なれば目盛り表も異なります。 3番目の金属材料が熱電対ループに接続されている場合、材料の2つの接合部の温度が同じである限り、熱電対によって生成される熱電対は変化しません。つまり、3番目の金属の影響を受けません。ループに接続されている金属。したがって、熱電対の温度を測定する場合は、測定器を接続することができ、熱起電力を測定することで測定媒体の温度を知ることができます。熱電対が温度を測定する場合、そのコールドエンド（測定エンドはホットエンドであり、リード線を介して測定回路に接続されているエンドはコールドエンドと呼ばれます）の温度は変化しない必要があり、その熱電電位は測定温度に比例します。コールドエンドの（周囲）温度が測定中に変化すると、測定の精度に深刻な影響を及ぼします。冷接点の温度変化による影響を補償するために冷接点で特定の対策を講じることは、熱電対の冷接点補償と呼ばれます。測定器と接続するための特別な補償ワイヤー。熱電対冷接点補償の計算方法：ミリボルトから温度へ：冷接点温度を測定し、対応するミリボルト値に変換し、熱電対のミリボルト値に加算して、温度を変換します。温度からミリボルトへ：実際の温度を測定するコールドエンドの温度はそれぞれミリボルトに変換され、ミリボルトは減算、つまり温度の後に取得されます。