Connaissances liées aux thermocouples

Deux conducteurs de compositions différentes (appelés fils de thermocouple ou électrodes thermoélectriques) sont connectés aux deux extrémités pour former un circuit. Lorsque la température à la jonction est différente, une force électromotrice est générée dans le circuit, appelée effet thermoélectrique, et cette force électromotrice est appelée potentiel thermoélectrique. Les thermocouples utilisent ce principe pour la mesure de la température, où l'extrémité directement utilisée pour mesurer la température du milieu est appelée extrémité de travail (également appelée extrémité de mesure) et l'autre extrémité est appelée extrémité froide (également appelée extrémité de compensation). ); L'extrémité froide est connectée à l'instrument d'affichage ou à l'instrument de support, et l'instrument d'affichage indiquera le potentiel thermoélectrique généré par le thermocouple.
Un thermocouple est en fait un convertisseur d'énergie qui convertit l'énergie thermique en énergie électrique et utilise le potentiel thermoélectrique généré pour mesurer la température. Pour le potentiel thermoélectrique d'un thermocouple, les problèmes suivants doivent être notés :
1 : Le potentiel thermoélectrique d'un thermocouple est la différence de température en fonction de l'extrémité active du thermocouple, plutôt qu'une fonction de la différence de température entre l'extrémité froide et l'extrémité active du thermocouple ;
2 : L'ampleur du potentiel thermoélectrique généré par un thermocouple, lorsque le matériau du thermocouple est uniforme, n'est pas liée à la longueur et au diamètre du thermocouple, mais uniquement à la composition du matériau du thermocouple et à la différence de température aux deux extrémités. ;
3 : Lorsque la composition matérielle des deux fils du thermocouple du thermocouple est déterminée, l'ampleur du potentiel thermoélectrique du thermocouple est uniquement liée à la différence de température du thermocouple ; Si la température de l'extrémité froide du thermocouple reste constante, le potentiel thermoélectrique du thermocouple n'est qu'une seule valeur fonction de la température de l'extrémité active. Soudez deux matériaux différents de conducteurs ou semi-conducteurs A et B ensemble pour former un circuit fermé, comme indiqué sur la figure. Lorsqu'il y a une différence de température entre les deux points de fixation 1 et 2 des conducteurs A et B, une force électromotrice est générée entre les deux, entraînant un courant d'amplitude variable dans le circuit. Ce phénomène est appelé effet thermoélectrique. Les thermocouples fonctionnent en utilisant cet effet.
Quel thermocouple ? Cela commence par le principe de la mesure de la température par thermocouple. La thermoélectricité est un élément de détection de température qui convertit les signaux de température en signaux de force électromotrice thermoélectrique, qui sont ensuite convertis en température du milieu mesuré au moyen d'instruments électriques. Le principe de base de la mesure de la température par thermocouple est que deux conducteurs homogènes de compositions différentes forment un circuit fermé. Lorsqu'il y a un gradient de température aux deux extrémités, il y aura du courant traversant le circuit et il y aura une force électromotrice Seebeck - force électromotrice thermoélectrique - entre les deux extrémités, ce qu'on appelle l'effet Seebeck. Deux conducteurs homogènes de compositions différentes sont des électrodes thermoélectriques, avec l'extrémité active à la température la plus élevée et l'extrémité libre à la température la plus basse. L'extrémité libre est généralement à température constante. En fonction de la relation fonctionnelle entre la force électromotrice thermoélectrique et la température, créez un tableau d'étalonnage des thermocouples ; La table de graduation est obtenue dans la condition d'une température d'extrémité libre de 0 degrés, et différents thermocouples ont des tables de graduation différentes. Lorsqu'un troisième matériau métallique est connecté au circuit du thermocouple, tant que la température des deux contacts du matériau est la même, le potentiel thermoélectrique généré par le thermocouple restera inchangé, c'est-à-dire non affecté par la connexion du troisième matériau métallique. métal au circuit. Par conséquent, lors de l'utilisation de thermocouples pour mesurer la température, un instrument de mesure peut être connecté et, après avoir mesuré la force électromotrice thermoélectrique, la température du milieu mesuré peut être déterminée.