Tại sao đường cong nhiệt độ-điện áp của tất cả các loại cặp nhiệt điện đi qua nguồn gốc?

Lưu ý rằng nhiệt độ trong biểu đồ là ở ° C, thậm chí không tính bằng ° K.

0 ° C là biên giới giữa nhiệt độ của nước và nước đá dưới áp suất 1 atm. Tại sao cặp nhiệt điện cho điện áp 0V ở nhiệt độ 0 ° C? Có bất kỳ mối quan hệ giữa nước và cặp nhiệt điện, là cặp nhiệt điện được thiết kế để hành xử như thế này, hay đây chỉ là một sự trùng hợp ngẫu nhiên?

Điện áp cặp nhiệt điện là từ sự chênh lệch nhiệt độ giữa điểm nối cảm giác và điểm nối tham chiếu; mối nối tham chiếu luôn tồn tại và có thể là kết nối của dây cặp nhiệt điện với vôn kế của bạn; lưu ý rằng tất cả các vật liệu đồng thau, đồng, mạ đều tạo thành các mối nối trung gian bổ sung hủy nếu chúng ở nhiệt độ đồng đều. Các bảng cặp nhiệt điện dựa trên mối nối tham chiếu ở 0C (tham chiếu điểm băng, quy ước) vì vậy đó là lý do tại sao nhiệt độ tiếp giáp cảm giác trong các bảng này đều là 0V ở 0C. Trang web của Omega Engineering có tài liệu tham khảo tuyệt vời về các cặp nhiệt điện giải thích tất cả về các mối nối tham chiếu và trung gian. http://www.omega.com/Techref/

Có nhiều phương pháp bù nhiệt độ. Một là đặt các điểm nối tham chiếu trong slush băng, một điểm tham chiếu ổn định và được biết đến. Một cách khác là tạo ra một điện áp để bù cho nhiệt độ đường giao nhau thực tế để điện áp đo được sẽ là "nhiệt độ bảng" không có độ lệch. Một phương pháp khác là sử dụng nhiệt độ đường nối ổn định và xung quanh ở trên, trong trường hợp đó có thể sử dụng bù cố định để bù. Mặc dù điều này nghe có vẻ phức tạp, các cặp nhiệt điện thường được sử dụng cho nhiệt độ cao và việc đo hoặc ổn định chính xác của mối nối tham chiếu có thể được thực hiện bằng các phương pháp điện tử ở nhiệt độ thấp hơn.

Nhiệt độ trên trục X là chênh lệch nhiệt độ giữa hai điểm nối cặp nhiệt điện. Đó không phải là nhiệt độ tuyệt đối. Nếu cả hai điểm nối đều ở 0 ^o C, điện áp cặp nhiệt điện sẽ là 0V. Nếu cả hai điểm nối đều ở 100 ^o C, điện áp cặp nhiệt điện sẽ là 0V.

Điện áp trong cặp nhiệt điện là một hàm của sự chênh lệch giữa nhiệt độ của các phần "nóng" và "lạnh" của cặp nhiệt điện. Nếu không có chênh lệch nhiệt độ thì không có điện áp. Xem Wikipedia về cặp nhiệt điện để biết chi tiết.

Đó là lý do tại sao để có bài đọc tuyệt đối, người ta cần sử dụng "bù điểm lạnh".

Tất cả các câu trả lời trước đây nói rằng điện áp từ cặp nhiệt điện là một hàm của chênh lệch nhiệt độ giữa các điểm nối nóng và lạnh. Đây là một xấp xỉ thô sơ, và không hoàn toàn đúng.

Ví dụ: nếu ngã ba nóng ở 100 ° C và ngã ba lạnh ở 0 ° C, điện áp sẽ không chính xác như khi ngã ba nóng ở 200 ° C và ngã ba lạnh ở 100 ° C. Đối với một cặp nhiệt điện loại K, cái trước sẽ là 4.096mV và 4.042mV sau. Sự khác biệt có thể nhỏ (khoảng 1% lỗi), nhưng không đáng kể trong nhiều trường hợp.

Theo quy ước , điện áp cặp nhiệt điện được cung cấp với nhiệt độ tiếp giáp lạnh là 0 ° C (vì dễ tạo ra nhiệt độ chính xác không đổi là 0 ° C / 32 ° F với bể nước đá). Bây giờ, điện áp từ một cặp nhiệt điện có cả hai đầu ở 0 ° C phải là 0uV (nên rõ ràng từ nhiệt động / bảo toàn năng lượng), vì vậy các đồ thị sẽ luôn đi qua 0 (khi 0 được chọn là nhiệt độ tiếp giáp lạnh!) . Đồ thị được tạo bằng ° F thường đi qua 32, đôi khi 75 ° F.