การแนะนำ:

ในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม อุณหภูมิเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์สำคัญที่ต้องวัดและควบคุม ในการวัดอุณหภูมิ เทอร์โมคัปเปิลเป็นอุปกรณ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากมีข้อดีหลายประการ เช่น โครงสร้างเรียบง่าย ผลิตง่าย ช่วงการวัดกว้าง ความแม่นยำสูง แรงเฉื่อยต่ำ และสามารถส่งสัญญาณเอาต์พุตไปยังระยะไกลได้ง่าย นอกจากนี้ เนื่องจากเทอร์โมคัปเปิลเป็นเซ็นเซอร์แบบพาสซีฟ จึงไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอกในระหว่างการวัด และใช้งานได้สะดวกมาก ดังนั้นจึงมักใช้ในการวัดอุณหภูมิของก๊าซหรือของเหลวในเตาเผาและท่อ รวมถึงอุณหภูมิพื้นผิวของของแข็ง

หลักการทำงาน:

เมื่อมีตัวนำหรือสารกึ่งตัวนำที่แตกต่างกันสองชนิด A และ B มาต่อกันเป็นวงจร และปลายทั้งสองเชื่อมต่อกัน ตราบใดที่อุณหภูมิที่จุดเชื่อมต่อทั้งสองแตกต่างกัน โดยอุณหภูมิของปลายด้านหนึ่งคือ T ซึ่งเรียกว่าปลายทำงานหรือปลายร้อน และอุณหภูมิของปลายอีกด้านหนึ่งคือ T0 ซึ่งเรียกว่าปลายอิสระ (หรือเรียกว่าปลายอ้างอิง) หรือปลายเย็น จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าขึ้นในวงจร และทิศทางและขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าจะสัมพันธ์กับวัสดุของตัวนำและอุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อทั้งสอง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า “ปรากฏการณ์เทอร์โมอิเล็กทริก” และวงจรที่ประกอบด้วยตัวนำสองตัวเรียกว่า “เทอร์โมคัปเปิล”

แรงเคลื่อนไฟฟ้าเนื่องจากความร้อนประกอบด้วยสองส่วน ส่วนหนึ่งคือแรงเคลื่อนไฟฟ้าจากการสัมผัสของตัวนำสองตัว และอีกส่วนหนึ่งคือแรงเคลื่อนไฟฟ้าเนื่องจากความร้อนของตัวนำเดี่ยว

ขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเนื่องจากความร้อนในวงจรเทอร์โมคัปเปิลนั้นสัมพันธ์กับวัสดุตัวนำที่ประกอบเป็นเทอร์โมคัปเปิลและอุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อทั้งสองเท่านั้น และไม่เกี่ยวข้องกับรูปร่างและขนาดของเทอร์โมคัปเปิล เมื่อวัสดุของขั้วไฟฟ้าทั้งสองของเทอร์โมคัปเปิลคงที่ แรงเคลื่อนไฟฟ้าเนื่องจากความร้อนจะมีค่าเท่ากับอุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อทั้งสอง t และ t0 ซึ่งมีฟังก์ชันการทำงานที่ไม่ดี