Садржај
Термоелемент је уређај који се користи за претварање топлоте у електричну енергију. Измери температурну разлику између две тачке. Термопарови су међу најчешће кориштеним температурним сензорима због широке доступности и врло ниске цене. Нажалост, ипак нису најтачнији очитачи температуре.
Сеебецков ефекат
Сеебецков ефекат игра кључну улогу у функцији термоелемента. Каже да ће температурна разлика између два метална полуводича створити струју. Када ти полуводичи формирају петљу, прави се електрична струја. Термопарови се ослањају на овај ефекат за мерење температуре. Када се термоелемент постави између температурног градијента између два полуводича, он постаје део круга створеног Сеебецковим ефектом. То му омогућава да мери напон и претвори тај напон у читљив градијент температуре у зависности од врсте метала који се користи.
Функција термоелемента
Када термоелемент мери температурни градијент, он мери температуру разлике између два полуводича. То значи да термоелемент мора бити повезан на мултиметар, што омогућава његовом кориснику да очита напон два укључена полуводича. Разлика температуре и напона су у директној вези. Стога, ако се може очитати напон који пролази кроз неки круг, тада се може израчунати разлика у температури између два полуводича. Ова температурна разлика се добија мерењем напона; за напон директно одговара температурној разлици између два споја полуводича термопарова.
Врсте термопарова
Постоји много врста термопарова, а сви се разликују у металној легури која се користи у њиховој сонди. Најчешће, термоелементи типа К (хромел-алумел), веома су јефтини и имају широк распон температура које могу да мере. Међутим, јефтиност ове врсте показује у чињеници да није баш тачан и може да доживи промене осетљивости на температурама изнад 354 степена Целзијуса, што је Цурие тачка за никл, саставни део хромера. Термопарови типа Е (хромел-константин) имају већу осетљивост од типа К и немагнетни су. Постоји много других врста термоелемената, а потпуни списак се може наћи у одељку Ресурси.
Апликације
Термопарови се користе у производњи челика за мерење температуре челика како би се одредио садржај угљеника у челику на основу његове температуре топљења. Такође се користе у пилот светлима. Ова апликација захтева да сонда термоелемента буде у пилот пламену како би се утврдило да ли је пламен укључен. Када је пламен упаљен, у термоелементу се ствара струја која очитава топлоту коју производи пламен. Када се пламен угаси, електронски сензори могу знати искључити гас да спрече могућа цурења гаса.
Закони употребе термопарова
Термопарови поштују три закона када су у функцији. Прво, закон хомогених материјала каже да температуре које се не примењују на спојевима термоелемента неће утицати на произведени напон, јер више не стварају градијент температуре. Друго, закон интермедијарних материјала каже да нови материјали убризгани у струјни круг неће променити напон све док спојеви формирани од новог материјала не доживе температурни градијент. Закон узастопних температура каже да се напони између три или више спојева могу сабирати.