ترموکوپل و انواع آن

ترموکوپل ها متداول ترین اندازه گیرهای الکتریکی دما در صنعت هستند. که بر اساس پدیده سی بک (seebeck) کار می کنند دما را به ولتاژ تبدیل می کنند. از مزایای آنها می توان به سادگی، ارزان بودن، استحکام و دوام بالا و دقت مناسب اشاره کرد. محدوده اندازه گیری دما توسط ترموکوپل ها نسبتاً وسیع بوده و در شرایط محیطی گوناگون قابل استفاده می باشند.
ترموکوپلها به دلیل ثابت زمانی کوچک دارای سرعت پاسخ دهی خوب می باشند. ولی به لحاظ رعایت مواردی در محل نصب آنها، این سرعت پاسخ دهی تا حد زیادی کاهش می یابد.

ترمو الکترسیته
این پدیده توسط سی بک در سال ۱۸۲۱ کشف شد. او متوجه شد هرگاه دو انتهای دو رشته سیم غیر هم جنس را به یکدیگر وصل کرده و نقطه اتصال را حرارت دهیم در این محل یک اختلاف پتانسیل الکتریکی که به آن پتانسیل تماس یا ولتاژ سیبک می گویند به وجود می آید. در صورتی که دمای اتصالات تشکیل شده با یکدیگر متفاوت باشد جریانی در سیم ها جاری خواهد شد.
در شکل ۱ نمایش کلی ترموکوپل (پدیده ترموالکتریک) را ملاحظه می کنید.

سی بک به این نتیجه پی برد که مقدار جریان بستگی به نوع مواد (جنس فلزات) و تفاوت دمای دو اتصال دارد و تا زمانی که اتصالات در دماهای مختلف نگه داشته شوند جریان ادامه خواهد یافت.
جالب ایت است که پدیده فوق برگشت پذر می باشد، یعنی عکس آن هم صادق است. به عبارت دیگر اگر در مداری مطابق شکل زیر جریان الکتریکی ثابت I را برقرار کنیم دماهای متفاوتی در محلهای اتصال مشاهده خواهیم کرد. این پدیده را (Polietr) یا به طور خلاصه اثر پلیته می نامند.

یک ترموکوپل از اتصال دو فلز غیر یکسان تشکیل می شود. این اتصال در محلی که مایل به اندازه گیری دمای آن (T1) هستیم قرار داده می شود، اتصال مبنا (T2) را نیز معمولاً در دمای صفر قرار می دهیم که در این حالت جریان الکتریکی یا ولتاژ ایجاد شده مستقیماً متناسب با دمای مورد اندازه گیری (T1) کی باشد. ولتاژ ناشی از اختلاف پتانسیل بین T1 و T2 به صورت زیر است :
ET1,T2=ET1-ET2=C(T1-T2)+K(T1^2-T2^2)
که ضرایب C وK ثابتهای مربوط به جنس فلزات ترموکوپل هستند.

انواع ترموکوپل ها
در جدول زیر اسامی و مشخصات ترموکوپلها براساس استاندارد ISA دیده می شود:

ادامه مطلب