Ruostumattomasta teräksestä valmistettu korkean lämpötilan pintatyyppinen k-termoelementti
Tuotekuvaus
Termoelementti on yleinen lämpötilan mittauslaite. Termoelementin periaate on suhteellisen yksinkertainen. Se muuntaa lämpötilasignaalin suoraan termomotoriseksi voimasignaaliksi ja muuntaa sen mitattavan väliaineen lämpötilaksi sähköisen instrumentin avulla. Vaikka periaate on yksinkertainen, mittaus ei ole yksinkertainen.
Toimintaperiaate
Termoelementin synnyttämä termosähköinen potentiaali koostuu kahdesta osasta, kosketuspotentiaalista ja termosähköisestä potentiaalista.
Kontaktipotentiaali: Kahden eri materiaalin johtimilla on erilaiset elektronitiheydet. Kun eri materiaalien johtimien kaksi päätä liitetään yhteen, liitoskohdassa tapahtuu elektronidiffuusiota, ja elektronidiffuusionopeus on verrannollinen vapaiden elektronien tiheyteen ja johtimen lämpötilaan. Tällöin liitoskohtaan muodostuu potentiaaliero eli kontaktipotentiaali.
Termoelektrinen potentiaali: Kun johtimen molempien päiden lämpötila on erilainen, vapaiden elektronien keskinäisen diffuusionopeuden johtimen molemmissa päissä on erilainen, mikä on sähköstaattinen kenttä korkean ja matalan lämpötilan päiden välille. Tällöin johtimeen syntyy vastaava potentiaaliero, jota kutsutaan termoelektriseksi potentiaaliksi. Tämä potentiaali liittyy vain johtimen ominaisuuksiin ja johtimen molempien päiden lämpötilaan, eikä sillä ole mitään tekemistä johtimen pituuden, poikkileikkauksen koon tai lämpötilajakauman kanssa johtimen pituudella.
Väliaineen lämpötilan mittaamiseen suoraan käytettyä päätä kutsutaan työpääksi (tunnetaan myös mittauspäänä) ja toista päätä kylmäpääksi (tunnetaan myös kompensointipäänä); kylmä pää on kytketty näyttölaitteeseen tai tukilaitteeseen, ja näyttölaite näyttää termoelementin tuottaman termoelektrisen potentiaalin.
