Приказки

Измервателна техника. Определяне на електродвижеща сила и специфична термоедс на термодвойка

9.1. Цел на работата

Определяне на зависимостта на термоелектродвижещата сила на термодвойка от температурната разлика между преходите.

В затворена верига (фиг. 9.1), състояща се от различни проводници (или полупроводници) A и B, възниква електродвижеща сила (emf) E T и протича ток, ако контактите 1 и 2 на тези проводници се поддържат при различни температури T 1 и Т 2. Този e.m.f. се нарича термоелектродвижеща сила (термо-емф), а електрическа верига от два различни проводника се нарича термодвойка. Когато знакът на температурната разлика на прехода се промени, посоката на тока на термодвойката се променя. Това
явлението се нарича феномен Зеебек.

Известни са три причини за възникването на термо-ЕМП: образуването на насочен поток от носители на заряд в проводник в присъствието на температурен градиент, увличането на електрони от фонони и промяна в позицията на нивото на Ферми в зависимост от температурата. Нека разгледаме тези причини по-подробно.

При наличие на температурен градиент dT / dl по дължината на проводника, електроните в неговия горещ край имат по-голяма кинетична енергия и следователно по-голяма скорост на хаотично движение в сравнение с електроните в студения край. В резултат на това възниква преференциален поток от електрони от горещия край на проводника към студения, в студения край се натрупва отрицателен заряд, а в горещия край остава некомпенсиран положителен заряд.

Натрупването продължава, докато получената потенциална разлика предизвика равен поток от електрони. Алгебричната сума на такива потенциални разлики във веригата създава обемния компонент на термо-емф.

В допълнение, съществуващият температурен градиент в проводника води до появата на преференциално движение (дрейф) на фонони (кванти на вибрационната енергия на кристалната решетка на проводника) от горещия край към студения край. Наличието на такъв дрейф води до факта, че електроните, разпръснати от самите фонони, започват да извършват насочено движение от горещия край към студения. Натрупването на електрони в студения край на проводника и изчерпването на електрони в горещия край води до появата на фононна компонента на термо-ерс. Освен това при ниски температури приносът на този компонент е основният при възникването на топлинна едс.

В резултат на двата процеса вътре в проводника възниква електрическо поле, насочено към температурния градиент. Силата на това поле може да бъде представена като

E = -dφ / dl = (-dφ / dT)· (-dt / dl)=-β·(-dT / dl)

където β = dφ / dT.

Съотношението (9.1) свързва напрегнатостта на електрическото поле E с температурния градиент dT/dl. Полученото поле и температурен градиент имат противоположни посоки, така че имат различни знаци.

Полето, определено от израза (9.1), е полето на външните сили. След като интегрирахме силата на това поле върху участъка на верига AB (Фигура 9.1) от кръстовище 2 до кръстовище 1 и приемем, че T 2 > T 1, получаваме израз за термичната едс, действаща в този участък:

(Знакът се промени, когато границите на интегриране се промениха.) По подобен начин ние определяме топлинната едс, действаща в секция B от кръстовище 1 до кръстовище 2.

Третата причина за възникването на термо-емф. зависи от температурата на позицията на нивото на Ферми, което съответства на най-високото енергийно ниво, заето от електрони. Нивото на Ферми съответства на енергията на Ферми E F, която електроните могат да имат на това ниво.

Енергията на Ферми е максималната енергия, която електроните на проводимост в метал могат да имат при 0 K. Колкото по-висока е плътността на електронния газ, толкова по-високо ще бъде нивото на Ферми. Например (фиг. 9.2), E FA е енергията на Ферми за метал A и E FB за метал B. Стойностите на E PA и E PB са най-високата потенциална енергия на електроните в металите A и B, съответно. Когато два различни метала A и B влязат в контакт, наличието на разлика в нивата на Ферми (E FA > E FB) води до появата на преход на електрони от метал A (с по-високо ниво) към метал B (с a ниско ниво на Ферми).

В този случай метал А става положително зареден, а метал В отрицателно. Появата на тези заряди предизвиква промяна в енергийните нива на металите, включително нивата на Ферми. Веднага след като нивата на Ферми се изравнят, причината, причиняваща преференциалния трансфер на електрони от метал А към метал В, изчезва и между металите се установява динамично равновесие. От фиг. 9.2 е ясно, че потенциалната енергия на електрона в метал A е по-малка от тази в B с количеството E FA - E FB. Съответно, потенциалът вътре в метал A е по-висок от вътре в B с количеството)

U AB = (E FA - E FB) / l

Този израз дава потенциалната разлика на вътрешния контакт. Потенциалът намалява с това количество по време на прехода от метал А към метал В. Ако и двата термодвойки прехода (виж Фиг. 9.1) са при една и съща температура, тогава контактните потенциални разлики са равни и насочени в противоположни посоки.

В този случай те взаимно се компенсират. Известно е, че нивото на Ферми, макар и слабо, зависи от температурата. Следователно, ако температурите на кръстовища 1 и 2 са различни, тогава разликата U AB (T 1) - U AB (T 2) при контактите прави своя контактен принос към термо-емф. Тя може да бъде сравнима с обемната топлинна едс. и е равно на:

E контакт = U AB (T 1) - U AB (T 2) = (1/l) · ( + )

Последният израз може да бъде представен по следния начин:

Получената топлинна е.р.с. (ε T) се състои от ЕДС, действаща в контакти 1 и 2, и ЕДС, действаща в секции А и В.

E T = E 2A1 + E 1B2 + E контакт

Замествайки изразите (9.3) и (9.6) в (9.7) и извършвайки трансформации, получаваме

където α = β - ((1/l) (dE F / dT))

Величината α се нарича коефициент на термо-емф. Тъй като и β, и dE F / d T зависят от температурата, коефициентът α също е функция на T.

Като се вземе предвид (9.9), изразът за термо-емф може да бъде представен като:

Величината α AB се нарича диференциалили при ефективен термо-ЕМПдадена двойка метали. Измерва се във V/K и значително зависи от естеството на контактуващите материали, както и от температурния диапазон, достигайки около 10 -5 ÷10 -4 V/K. В малък температурен диапазон (0-100°C) специфичната топлинна е.р.с. слабо зависи от температурата. Тогава формула (9.11) може да бъде представена с достатъчна степен на точност във формата:

E T = α (T 2 - T 1)

В полупроводниците, за разлика от металите, има силна зависимост на концентрацията на носители на заряд и тяхната подвижност от температурата. Следователно ефектите, обсъдени по-горе, водещи до образуването на термична е.д.с., са по-силно изразени в полупроводниците, специфичната топлинна ед.с. много по-голямо и достига стойности от порядъка на 10 -3 V/K.

9.3. Описание на лабораторната обстановка

Да се изследва зависимостта на термоедс. върху температурната разлика между кръстовищата (контактите), в тази работа използваме термодвойка, направена от две парчета тел, едната от които е сплав на основата на хром (хромел), а другата сплав на основата на алуминий (алумел). Единият възел заедно с термометър се поставя в съд с вода, чиято температура T 2 може да се променя чрез нагряване на електрическа печка. Температурата на другия преход T 1 се поддържа постоянна (фиг. 9.3). Получената топлинна е.р.с. измерено с цифров волтметър.

9.4. Експериментална процедура и обработка на резултатите
9.4.1. Експериментална техника

Работата използва директни измервания на ЕМП, генерирана в термодвойката. Температурата на кръстовищата се определя от температурата на водата в съдовете с помощта на термометър (виж фиг. 9.3)

9.4.2. Работен ред

Включете захранващия кабел на волтметъра.
Натиснете бутона за захранване на предния панел на цифровия волтметър. Оставете устройството да загрее за 20 минути.
Разхлабете затягащия винт на стойката на термодвойката, повдигнете я и я закрепете. Налейте студена вода в двете чаши. Пуснете връзките на термодвойките в чашите до приблизително половината от дълбочината на водата.
Запишете го в таблицата. 9.1 стойността на началната температура T 1 на преходите (вода) според термометъра (за другия преход тя остава постоянна през целия експеримент).
Включете електрическата печка.
Запишете стойностите на ЕДС. и температури Т 2 в табл. 9.1 на всеки десет градуса.
Когато водата заври, изключете електрическата печка и волтметъра.

9.4.3. Обработка на резултатите от измерванията

Въз основа на данните от измерването изградете графика на емф. термодвойки 8T (ординатна ос) от температурната разлика между преходите ΔT = T 2 - T 1 (абсцисната ос).
Използвайки получената графика на линейната зависимост на ET от ∆T, определете специфичната термична едс. по формулата: α = ΔE T / Δ(ΔT)

9.5. Контролен списък

Каква е същността и каква е природата на феномена Зеебек?
Какво причинява появата на обемния компонент на термо-емф?
Какво причинява появата на фононната компонента на термо-едс?
Какво причинява възникването на контактна потенциална разлика?
Какви устройства се наричат термодвойки и къде се използват?
Каква е същността и каква е природата на феномените Пелтие и Томсън?

Савелиев I.V. Курс по обща физика. Т.3. - М.: Наука, 1982. -304 с.
Епифанов G.I. Физика на твърдото тяло. М.: Висше училище, 1977. - 288 с.
Сивухин Д. В. Общ курс по физика. Електричество. Т.3. - М.: Наука, 1983. -688 с.
Трофимова T.I. Курс по физика. М .: Висше училище, 1985. - 432 с.
Детлаф А. А., Яворски В. М. Курс по физика. М.: Висше училище, 1989. - 608 с.

Термоелектрически преобразуватели. Принцип на действие, използвани материали.

Термопреобразувателят е преобразувател, чийто принцип на работа се основава на топлинни процеси и чиято естествена входна величина е температурата. Такива конвертори включват термодвойкии термистори, метални и полупроводникови. Основното уравнение на топлинното преобразуване е уравнението на топлинния баланс, чийто физически смисъл е, че цялата топлина, подадена към преобразувателя, отива за увеличаване на неговото топлинно съдържание QTC и следователно, ако топлинното съдържание на преобразувателя остане непроменено (температурата и агрегатното състояние не се променя), тогава количеството Количеството топлина, получено за единица време, е равно на количеството отделена топлина. Топлината, подадена към преобразувателя, е сумата от количеството топлина Qel, създадено в резултат на освобождаването на електрическа енергия в него, и количеството топлина Qto, постъпващо в преобразувателя или отдадено от него в резултат на топлообмен с заобикаляща среда.

Явлението термоелектричество е открито през 1823 г. от Зеебек и е следното. Ако направите верига от два различни проводника (или полупроводника) A и B, като ги свържете един към друг в техните краища (фиг. 1) и направите температурата 1 на една точка на свързване различна от температурата 0 на другата, тогава във веригата ще се появи емф., наречена термоелектродвижеща сила (термо-емф) и представляваща разликата във функциите на температурите, кръстовища на проводници.

Такава верига се нарича термоелектрически преобразувател или по друг начин термодвойка; проводниците, които изграждат термодвойката, се наричат термоелектроди, а връзките им се наричат съединения.

Фиг. 1.

При малка температурна разлика между кръстовищата, термо-емф. може да се счита за пропорционална на температурната разлика.

Опитът показва, че за всяка двойка хомогенни проводници, които се подчиняват на закона на Ом, величината на термоемф. зависи само от природата на проводниците и от температурата на преходите и не зависи от разпределението на температурата между преходите.

Работата на термодвойката се основава на ефекта на Seebeck. Ефектът на Seebeck се основава на следните явления. Ако има температурен градиент по продължение на проводник, електроните в горещия край произвеждат по-високи енергии и скорости от тези в студения край. В резултат на това възниква поток от електрони от горещия край към студения край и в студения край се натрупва отрицателен заряд, а в горещия край остава некомпенсиран положителен заряд. Тъй като средната енергия на електроните зависи от естеството на проводника и се увеличава различно с температурата, за една и съща температурна разлика термо-ЕМП в краищата на различните проводници ще бъде различна:

E1 = k1(T1 - T2); e2 = k2(T1 - T2)

Където T1 и T2 са температурите съответно на горещия и студения край; k1 и k2 са коефициенти, които зависят от физичните свойства съответно на 1-ви и 2-ри проводник. Получената потенциална разлика се нарича обемен термо-EPC:

Eob = e1 - e2 = (k1 - k2)(T1 - T2).

В местата, където са запоени разнородни проводници, се появява контактна потенциална разлика, която зависи от площта и материалите на съседните повърхности и е пропорционална на тяхната температура:

Ek1 = kpovT1; ek2 = kpovT2

Където kpov е коефициентът на повърхностите на допирателните метали. В резултат на това се появява вторият компонент на първоначалното напрежение - контактен термо-EPC:

Ek = ek1 - ek2 = ksur(T1 - T2)

Напрежението на изхода на термодвойката се определя като сумата от обемната и контактната термо-ЕМП:

Uin = erev + ek = (k1 - k2 + ksur)(T1 - T2) = k(T1 - T2)

Където k е коефициентът на предаване.

Недостатъци на термодвойка:

Ниска чувствителност (около 0,1 mV/°K);
- висока начална устойчивост;
- необходимостта от поддържане на постоянна температура на един от краищата.

Явлението термоелектричество е едно от обратимите явления; обратният ефект е открит през 1834 г. от Жан Пелтие и е кръстен на него.
Ако електрически ток премине през верига, състояща се от два различни проводника или полупроводника, топлината се генерира в едното съединение и се абсорбира в другото. Топлината на Пелтие е свързана със силата на тока в линейна връзка, за разлика от топлината на Джаул, и в зависимост от посоката на тока, преходът се нагрява или охлажда.
Погълнатата или отделена топлинна мощност е пропорционална на силата на тока, зависи от естеството на материалите, образуващи прехода, и се характеризира с коефициента на Пелтие.

Ефективност термоелектрическият генератор зависи от температурната разлика и свойствата на материалите и за съществуващите материали е много малък (при = 300° не надвишава = 13%, а при = 100° стойността = 5%), следователно термоелектрическите генератори се използват като генератори на енергия само при специални условия. Ефективност термоелектрически нагревател и хладилник също са много малки, а ефективността на охлаждане е при температурна разлика от 5° е 9%, а при температурна разлика от 40° - само 0,6%; Въпреки това, въпреки такава ниска ефективност, термодвойките се използват в хладилни устройства. В измервателната технология термодвойките се използват широко за измерване на температури; В допълнение, полупроводниковите термоелементи се използват като обратни термични преобразуватели, преобразуващи електрическия ток в топлинен поток и температура.

Термодвойка със свързан към нея миливолтметър, използван за измерване на температура.
Ако един преход на термодвойка, наречен работен преход, се постави в среда с температура 1 за измерване, а температурата на другите 2, неработещи прехода се поддържа постоянна, тогава f(0) = const и EAB(1) = f(1) – C= f1(1). независимо от начина на свързване на термоелектродите (запояване, заваряване и др.). По този начин естествената входна стойност на термодвойка е температурата на нейния работен възел, а изходната стойност е термо-е. д.с., която термодвойката развива при строго постоянна температура на 2 неработещи прехода.

Материали, използвани за термодвойки. В табл Фигура 1 показва термоедс, която се развива от различни термоелектроди, сдвоени с платина при температурата на работния преход 1 = 100 ° C и температурата на неработещия преход 2 = 0 ° C. Зависимостта на термоедс . върху температурата в широк температурен диапазон обикновено е нелинейна, така че данните от таблицата не могат да бъдат разширени до по-високи температури.

Маса 1.

Материал	Термоемф, mV	Материал	Термоемф, mV



		Алуминий


Молибден
		Паладий
Волфрам
Манганин

		Константан


		Молибден

Когато се използват данните от таблицата, трябва да се има предвид, че термоедс, разработена от термоелектроди. до голяма степен зависят от най-малките примеси, механична обработка (закаляване) и термична обработка (закаляване, отгряване).

При проектирането на термодвойки естествено се стремим към комбиниране на термоелектроди, единият от които развива положителна термо-едс с платина, а другият - отрицателна термо-едс. В този случай е необходимо също така да се вземе предвид пригодността на даден термоелектрод за използване при дадените условия на измерване (влиянието на околната среда, температура и др. върху термоелектрода).
За увеличаване на изходната емф. Няколко термодвойки се използват за образуване на термобатарея. Работните връзки на термодвойките са разположени върху почерняла пластина, която абсорбира радиацията, студените краища са разположени върху масивен меден пръстен, който служи като радиатор и е покрит с екран. Поради масивността и добрия топлопренос на пръстена, температурата на свободните краища може да се счита за постоянна и равна на стайната температура.

Грешки и корекции на измервания с термодвойки.

Измервателно устройство или електронна измервателна система се свързва или към краищата на термоелектродите (фиг. 2, а), или към процепа на един от тях (фиг. 2, б).

Фиг.2 Свързване на измервателния уред към термодвойката

Грешка, причинена от промени в температурата на неработещите преходи на термодвойката. Калибрирането на термодвойка се извършва при температура на неработещите преходи, равна на нула. Ако по време на практическото използване на термоелектрически пирометър температурата на неработещите кръстовища се различава от 0 ° C със стойност 0, тогава е необходимо да се въведе подходяща корекция в показанията на термометъра.

Трябва обаче да се има предвид, че поради нелинейната връзка между ем.д. термодвойка и температурата на работното съединение, размерът на корекцията на показанията на показалеца, калибриран директно в градуси, няма да бъде равен на температурната разлика 0 на свободните краища.
Големината на корекцията е свързана с температурната разлика между свободните краища чрез коефициент k, наречен корекционен фактор за температурата на неработещите краища. Стойността на k е различна за всеки участък от кривата, следователно калибровъчната крива е разделена на участъци от 100°C и стойността на k се определя за всеки участък.

Недостатъкът на такива устройства е необходимостта от източник на ток за захранване на моста и появата на допълнителна грешка, причинена от промени в напрежението на този източник.

Грешка поради промени в температурата на линията, термодвойката и стрелката. В термоелектрическите термометри за измерване на термо-е.р.с. Използват се както конвенционални миливолтметри, така и компенсатори с ниско съпротивление с ръчно или автоматично балансиране за граница на измерване до 100 mV.

В случаите, когато термо-е.с. се измерва с компенсатор, съпротивлението на термо-емф веригата, както е известно, не играе роля. В същите случаи, когато термо-емф. измерено с миливолтметър, може да възникне грешка поради промени в съпротивленията на всички елементи, които съставляват веригата на термоемф; следователно е необходимо да се стремим към постоянна стойност на съпротивлението на проводниците и самата термодвойка

Индустриални термодвойки

Основни параметри на индустриални термодвойки:

таблица 2

Обозначение на термодвойка	Обозначение на термоелектроди	Материали	Граници на измерване за дългосрочна употреба	Горна граница на измерване за краткотрайна употреба
		Платинородий (10% родий) платина	От -20 до 1300
		Платинородий (30% родий)
		Хромел-алумел
		Хромел-копел

За измерване на температури под - 50 ° C могат да се използват специални термодвойки, например мед - константан (до ~ - 270 ° C), мед - копел (до - 200 ° C) и др. За измерване на температури над 1300 -1800 ° Термодвойките се произвеждат на базата на огнеупорни метали: иридий-рений-иридий (до 2100° C), волфрам-рений (до 2500° C), на базата на карбиди на преходни метали - титан, цирконий, ниобий, талия, хафний
(теоретично до 3000-3500 ° C), на базата на въглеродни и графитни влакна.
Характеристиките на калибриране на термодвойките от основните типове са дадени в табл. 3. Тази таблица показва температурата на работното съединение в градуси
Целзий и стойностите на термо-емф са дадени. съответните термодвойки в миливолта при температура на свободните краища 0 ° C.

Таблица 3

Обозначаване на дипломирането	Работна температура на кръстовището
	12.2, 16.40, 20.65, 24.91, 33.32, 41.26, 48.87
	2.31, 3.249, 4.128, 5.220, 7.325, 9.564, 11.92, 14.33, 16.71
	4.913, 6.902, 9.109, 11.47, 13.92

Допускат се отклонения от реалната термоедс. от стойностите, дадени в табл. 3, по стойностите, посочени в табл. 4.

Таблица 4

Дизайн на термодвойка от индустриален тип. Това е термодвойка с термоелектроди от неблагородни метали, разположени в композитна защитна тръба с подвижен фланец за нейното закрепване. Работният възел на термодвойката е изолиран с накрайник. Термоелектродите са изолирани с пръти. Защитната тръба се състои от работен и неработен участък. Подвижният фланец е прикрепен към тръбата с винт. Главата на термодвойката има лят корпус с капак, закрепен с винтове; Главата е подсилена с порцеланови тампони (винтове) с плаващи (разхлабени) скоби, които позволяват термоелектродите да се удължават под въздействието на температурата, без да възникват механични напрежения, водещи до бързо разрушаване на термоелектродите. Термоелектродите се закрепват към тези скоби с винтове, а свързващите проводници се закрепват с винтове. Тези проводници преминават през фитинг с азбестово уплътнение.

За термодвойки от благороден метал често се използват неметални тръби (кварц, порцелан и др.), Но такива тръби са механично крехки и скъпи. Порцелановите тръби с подходящ състав могат да се използват при температури до 1300-1400°C.
Азбестът се използва за изолиране на термоелектроди един от друг до 300 ° C, кварцови тръби или перли до 1000 ° C, порцеланови тръби до 1300 C. За лабораторни термодвойки, използвани при измерване на ниски температури, се използва и топлоустойчива гума до 150 ° C. °C, коприна до 100 -120°C, емайл до 150-200°C.

Методи за контактни електрически измервания на средни и високи температури с помощта на термодвойки

В термометрията температурите от 500 (начало на светене) до 1600 °C (бяла топлина) се считат за средни, а високите температури са от 1600 до 2500 °C, до които е възможно да се разшири термоелектричният метод с помощта на висока температура, топлина - устойчиви материали.
Принципът на термоелектричния метод и основните свойства на термоелектродите бяха разгледани по-горе в параграф 1. Основният проблем при използването на този метод за измерване на средни и високи температури е защитата на термоелектродите от разрушителните химически и топлинни ефекти на околната среда. За тази цел термодвойките са оборудвани със защитни фитинги под формата на капаци, тръби или капачки, изработени от огнеупорни материали. Основното изискване за защитна обвивка е висока структурна плътност и устойчивост на температура.

При измерване на температури под 1300 °C се използват порцеланови капаци, при по-високи температури - капачки от огнеупорни материали (като корунд, алуминиев оксид, берилий или торий), пълни с инертен газ.

Зависимост на експлоатационния живот на термодвойките от порьозността на защитната обвивка.

При измерване на температурата на повърхността на телата особена трудност е контактът на работния възел на термодвойката с повърхността на нагрятото тяло.
За подобряване на контакта се използват термодвойки, чието работно съединение е направено под формата на лента или плоча. Тази конфигурация на работното съединение по време на деформация прави възможно възпроизвеждането на повърхността на измервания обект.

За измерване на температури до 2000-2500 °C се използват волфрамови или иридиеви термодвойки. Особеност на тяхното използване е измерването във вакуум, в инертна или редуцираща среда, тъй като те се окисляват във въздуха. Чувствителността на термодвойка волфрам-молибден е 7 μV/K, а термодвойка волфрам-рений е 13 μV/K.
При високи температури се използват термодвойки от огнеупорни материали (двойки титанов карбид - графит, циркониев карбид - циркониев борид и молибденов дисилицид - волфрамов дисилицид). В такива термодвойки вътре в цилиндричен електрод (диаметър около 15 mm) има втори електрод, свързан към първия електрод в единия край на тръбата.

Чувствителността на термодвойките от огнеупорни материали достига 70 μV/K, но използването им е ограничено до инертни и редуциращи среди.
За измерване на температурата на разтопен метал с термодвойки от благороден метал се използва метод, който включва потапяне на термодвойката в метала за период от време, който е безопасен за нейната работа. В този случай термодвойката се потапя в контролирана среда за кратко време (0,4-0,6 s) и се измерва скоростта на повишаване на температурата на работния преход. Познавайки връзката между скоростта на нагряване на термодвойката (нейната термична инерция) и температурната среда, можете да изчислите стойността на измерената температура. Този метод се използва за измерване на разтопен метал (2000-2500 C) и поток на газ (1800 C).

Термодвойка (термоелектрически преобразувател) е устройство, използвано за измерване на температура в промишлеността, научните изследвания, медицината и в системите за автоматизация.

Принципът на действие се основава на ефекта на Зеебек или, с други думи, термоелектричния ефект. Между свързаните проводници има контактна потенциална разлика; ако съединенията на проводниците, свързани в пръстен, са при една и съща температура, сумата от тези потенциални разлики е равна на нула. Когато ставите са при различни температури, потенциалната разлика между тях зависи от температурната разлика. Коефициентът на пропорционалност в тази зависимост се нарича коефициент на термо-ЕМП. Различните метали имат различни коефициенти на термо-емф и съответно потенциалната разлика, възникваща между краищата на различните проводници, ще бъде различна. Чрез поставяне на съединение от метали с ненулеви коефициенти на термо-емф в среда с температура T 1, получаваме напрежението между противоположните контакти, разположени при различна температура T 2, която ще бъде пропорционална на температурната разлика T 1 и T 2 .

Предимства на термодвойките

Висока точност на измерване на температурата (до ±0,01 °C).
Голям диапазон на измерване на температурата: от −250 °C до +2500 °C.
Простота.
евтиност.
Надеждност

За постигане на висока точност на измерване на температурата (до ±0,01 °C) е необходимо индивидуално калибриране на термодвойката.
Показанията се влияят от температурата на щранга, която трябва да се коригира. Съвременните конструкции на измервателни уреди, базирани на термодвойки, използват измерването на температурата на блока за студен възел с помощта на вграден термистор или полупроводников сензор и автоматично коригират измерената емф.
Ефект на Пелтие (по време на отчитане е необходимо да се изключи потокът от ток през термодвойката, тъй като токът, протичащ през него, охлажда горещия възел и загрява студения).
Зависимостта на TEMF от температурата е значително нелинейна. Това създава трудности при разработването на преобразуватели на вторичен сигнал.
Появата на термоелектрична нехомогенност в резултат на внезапни температурни промени, механични напрежения, корозия и химични процеси в проводниците води до промени в калибровъчните характеристики и грешки до 5 K.
При дълги дължини на термодвойки и удължителни проводници може да възникне ефект на „антена“ за съществуващите електромагнитни полета.

Техническите изисквания за термодвойки се определят от GOST 6616-94. Стандартни таблици за термоелектрически термометри (NSH), класове на толерантност и диапазони на измерване са дадени в стандарта IEC 60584-1.2 и GOST R 8.585-2001.

платина-родий-платина - TPP13 - Тип R
платина-родий-платина - TPP10 - Тип S
платинородий-платинородий - TPR - Тип B
желязо-константан (желязо-мед-никел) TLC - Тип J
медно-константан (мед-мед-никел) TMKn - Тип Т
нихрозил-низил (никел-хром-никел-никел-силиций) TNN - Тип N.
хромел-алумел - THA - Тип К
хромел-константан THCn - Тип E
хромел-копел - THK - тип L
меден копел - ТМК - Тип М
sil-silin - TCC - Тип I
волфрам и рений - волфрам рений - TVR - Тип A-1, A-2, A-3

За да използвате онлайн калкулатора, в полето „Thermo-EMF (mV)“ трябва да въведете стойността на термо-EMF на термодвойката; трябва също да имате предвид, че температурата ще се показва без да се взема предвид околната среда температура. За по-лесно използване на онлайн калкулатора, в полето „Околна температура“. среда" трябва да въведете температурата на околната среда в °C и всички показания ще бъдат с изтичане на температурата на околната среда.

Онлайн калкулаторпреобразуване на термо-ЕМП в температура (°C) за хромел-алумелова термодвойка - TXA - Тип K.

Онлайн калкулатор

тип хромел-алумел - TXA - Тип K.

Онлайн калкулаторпреобразуване на термо-ЕМП в температура (°C) за тип термодвойка

хромел-копел - TXK - Тип L.