מדחום של צמד תרמי - מדידת טמפרטורת אפקט תרמי
הַגדָרָה:
זוג מוליכים מחומרים שונים המייצרים כוח אלקטרו-מוטיבי במעגל המבוסס על אפקט סיבק. זוג מוליכים מחומרים שונים המחוברים זה לזה בקצה אחד ומשתמשים באפקט התרמו-אלקטרי שלהם כדי להשיג מדידת טמפרטורה.
סקירה כללית:
צמד תרמי הוא אלמנט חישת טמפרטורה ומכשיר. הוא מודד ישירות את הטמפרטורה, ממיר את אות הטמפרטורה לאות כוח אלקטרו-מוטיבי תרמי, וממיר אותו לטמפרטורת המדיום הנמדד באמצעות מכשיר חשמלי (מכשיר משני). העיקרון הבסיסי של מדידת טמפרטורה של צמד תרמי הוא ששני מוליכים בהרכבים שונים יוצרים לולאה סגורה. כאשר יש שיפוע טמפרטורה בשני הקצוות, זרם יעבור דרך הלולאה. בשלב זה, קיים כוח אלקטרו-מוטיבי - כוח אלקטרו-מוטיבי תרמי - בין שני הקצוות. זה מה שנקרא אפקט סיבק. שני מוליכים הומוגניים בעלי הרכבים שונים הם אלקטרודות חמות. הקצה עם טמפרטורה גבוהה יותר הוא קצה העבודה, והקצה עם טמפרטורה נמוכה יותר הוא הקצה החופשי. הקצה החופשי נמצא בדרך כלל בטמפרטורה קבועה. על פי הקשר הפונקציונלי בין כוח תרמו-אלקטרו-מוטיבציה לטמפרטורה, נוצרת טבלת אינדקס של צמד תרמי; טבלת האינדקס מתקבלת כאשר טמפרטורת הסיום החופשי היא 0 מעלות. לצמדים תרמיים שונים יש טבלאות אינדקס שונות.
כאשר חומר מתכת שלישי מחובר ללולאת הצמד התרמי, כל עוד הטמפרטורה של שני המפרקים של החומר זהה, הפוטנציאל התרמו-אלקטרי שנוצר על ידי הצמד התרמי יישאר ללא שינוי, כלומר, הוא לא יושפע מהשלב השלישי. מתכת מתווספת ללולאה. לכן, כאשר מודדים את הטמפרטורה של צמד תרמי, ניתן לחבר את מכשיר המדידה. לאחר מדידת הכוח האלקטרומוטיבי התרמי, ניתן לדעת את הטמפרטורה של המדיום הנמדד. כאשר מודדים טמפרטורה של צמד תרמי, נדרש שהטמפרטורה של הקצה הקר שלו (קצה המדידה הוא הקצה החם, והקצה המחובר למעגל המדידה דרך ההובלה נקרא הקצה הקר) תישאר קבועה, כך שהתרמו-אלקטרי הפוטנציאל פרופורציונלי לטמפרטורה הנמדדת. אם הטמפרטורה (הסביבתית) של הקצה הקר משתנה במהלך המדידה, דיוק המדידה ייפגע באופן חמור. נקיטת אמצעים מסוימים בקצה הקר כדי לפצות על ההשפעות הנגרמות משינויי טמפרטורה בקצה הקר נקראת פיצוי בקצה הקר של צמדים תרמיים. מצורף: שיטת חישוב פיצוי קצה קר של צמד תרמי: ממיליוולט לטמפרטורה: מדוד את טמפרטורת הקצה הקר, המרה לערך המיליוולט המתאים, הוסף אותו לערך המיליוולט של הצמד התרמי והמיר את הטמפרטורה. מטמפרטורה למיליוולט: מדוד את הטמפרטורה בפועל וטמפרטורת הקצה הקרה, המר אותם למיליוולט בהתאמה, והורידו אותם כדי לקבל את ערך המיליוולט, שהוא הטמפרטורה.
