Tehničke informacije

1. Konstrukcija i način funkcioniranja

1821. godine je Seebeck otkrio jedan termolektriki efekt: ako spojimo dva kabla od različitog materijala, postoji mogućnost da izmjerimo na njihovim slobodnim krajevima električni napon, ako temperatura u kojoj se nalazi spoj ta dva kabla je drugačiji nego temperatura u kojoj se nalaze zajednički krajevi tih kablova.

Mjerenje obuhvaća uvijek razliku između temperature točke spajanja kablova s temperaturom na krajevima za spajanje (klemama) uređaja za mjerenje.

Novija istraživanja su objasnila da taj efekt proizlazi iz karakteristika materijala koji su električki vodiči koji se koriste za proizvodnju kablova. Unutar kabela dolazi do pomaka gustoće elektrona (efekt difuzije obima) u trenutka kada dolazi do promjene temperature kabela (pada ili rasta temperature).  Iz matematičkog gledišta ta se promjena određuje pomoću gradienta temperature. Na toplijem kraju, kao rezultat pojavljivanja više kinetičke energije se bilježi porast temperature da bi na hladnijem kraju bio zabilježen porast električkog naboja. Svaki kabel je sam po sebi izvor naboja.

Crtež 1. Termoelektrički efekt

Crtež 1. Termoelektrički efekt

Svaki komad vodiča dl prosljeđuje djelomičan napon sukladno njegovom gradijentu temperature dl/dd i koeficijentom materijala s. Cjelokupni napon koji prelazi preko vodiča se računa kao zbroj djelomičnih napona koji su prisutni između jednog kraja vodiča (1 - topla točka) i njegovog drugog kraja (2 - hladna točka).

Sustav s dva vodiča spojena na različit način, na primjer pomoću varenja, lotanja ili bušenja spojenih kablova se naziva termoelement s termoparom. Razlika napona među kablovima proizvedenim od različitih materijala daje mogućnost mijenjanja napona koji je temelj za izračun razlike temperatura između točke spajanja kablova i konektorima mjerača. Da bi iskoristili dva kabla od istog materijala, tada bi na svakom kablu napon bio isti i ne bi bilo moguće mjerenje diferencijalnog napona.

Zahvaljujući spajanju dva termokabla se ne provodi mjerenje termoelektričkog napona nego se spajaju dva pola plus iz dvije baterije i mjeri se razlika napona tih baterija. Termoelektrički napon kao funkcija temperature je samo ovisna o temperaturi razlika napona između te dvije baterije. Ovisno o kombinaciji materijala je moguće dobivanje ovisnosti koju je moguće ponoviti između termoelektričkog napona razlike temperature među navedenom temperaturom i referentnom točkom.

Crtež 2. Usporedna točka

Crtež 2. Usporedna točka

Na temelju termoelektričkog napona (mV) navedenog u tabelama norma DIN EN 60584-1 i uzimajući u obzir usporedne temperature moguće je određivanje temperature T1. U praksi komparativna točka se nalazi ili u mjenjaču ili u ploči za upravljanje.

Tamo navedena temperatura okoline se snima kao stalna vrijednost i na temelju sljedeće formule

T1 = mV - (mVT0)

Uzeta u obzir u izračunima.