Perché le curve temperatura-tensione di tutti i tipi di termocoppia attraversano l'origine?

Si noti che la temperatura nel grafico è in ° C, nemmeno in ° K.

0 ° C è il confine tra le temperature dell'acqua e del ghiaccio a 1 atm di pressione. Perché le termocoppie forniscono una tensione di 0 V a una temperatura di 0 ° C? C'è qualche relazione tra acqua e termocoppie, le termocoppie sono progettate per comportarsi così o è solo una coincidenza?

La tensione della termocoppia deriva dalla differenza di temperatura tra la giunzione di rilevamento e una giunzione di riferimento; la giunzione di riferimento esiste sempre e può essere la connessione dei fili della termocoppia al voltmetro; notare che ottone, rame, materiali di placcatura formano tutti giunzioni intermedie aggiuntive che si annullano se sono a temperatura uniforme. Le tabelle delle termocoppie si basano sul fatto che la giunzione di riferimento è a 0 ° C (riferimento del punto di ghiaccio, una convenzione), per questo motivo le temperature della giunzione di rilevamento in queste tabelle sono tutte 0 V a 0 ° C. Il sito Web Omega Engineering ha un'ottima documentazione di riferimento sulle termocoppie che spiega tutto sui riferimenti e sulle giunzioni intermedie. http://www.omega.com/techref/

Esistono molti metodi di compensazione della temperatura. Uno è quello di mettere la giunzione di riferimento in granita di ghiaccio, un punto di riferimento stabile e noto. Un altro è produrre una tensione per compensare la temperatura di giunzione effettiva in modo tale che la tensione misurata sia la "temperatura della tabella" senza offset. Un altro metodo consiste nell'utilizzare una temperatura di giunzione al di sopra dell'ambiente e stabilizzata, nel qual caso è possibile utilizzare un offset fisso per compensare. Sebbene tutto ciò possa sembrare complicato, le termocoppie vengono spesso utilizzate per temperature estreme e l'accurata misurazione o stabilizzazione di una giunzione di riferimento può essere eseguita con metodi elettronici a temperatura più bassa.

La temperatura sull'asse X è la differenza di temperatura tra le due giunzioni della termocoppia. Questa non è la temperatura assoluta. Se entrambe le giunzioni sono a 0 ^o C, la tensione della termocoppia sarebbe 0V. Se entrambe le giunzioni sono a 100 ^o C, la tensione della termocoppia sarebbe ancora 0V.

La tensione in una termocoppia è una funzione della differenza tra la temperatura delle parti "calde" e "fredde" della termocoppia. Se non c'è differenza di temperatura, allora non c'è tensione. Vedi Wikipedia sulla termocoppia per i dettagli.

Questo è il motivo per cui per avere letture assolute è necessario utilizzare una "compensazione del giunto freddo".

Tutte le risposte precedenti dicono che la tensione da una termocoppia è una funzione della differenza di temperatura tra le giunzioni calde e fredde. Questa è un'approssimazione piuttosto grezza e non è del tutto vera.

Ad esempio, se la giunzione calda è a 100 ° C e la giunzione fredda è a 0 ° C, la tensione non sarà esattamente la stessa come se la giunzione calda fosse a 200 ° C e la giunzione fredda sia a 100 ° C. Per una termocoppia di tipo K, la prima sarà 4.096mV e la seconda 4.042mV. La differenza può sembrare piccola (circa un errore dell'1%), ma non è trascurabile in molti casi.

Per convenzione , le tensioni della termocoppia sono fornite con una temperatura di giunzione fredda di 0 ° C (perché è facile creare una temperatura costante costante di 0 ° C / 32 ° F con un bagno di ghiaccio). Ora, la tensione di una termocoppia con entrambe le estremità a 0 ° C deve essere 0uV (dovrebbe essere evidente dalla termodinamica / conservazione dell'energia), quindi i grafici passeranno sempre attraverso 0 (quando 0 è selezionato come temperatura di giunzione fredda!) . I grafici realizzati con ° F di solito passano attraverso 32, a volte 75 ° F.