THERMOCOUPLE AND RTD,PT100 

เทอร์โมคัปเปิล,อาร์ทีดี,PT100

                 เทอร์โมคัปเปิล คือ วัสดุอุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดอุณหภูมิ หรือเซ็นเซอร์สำหรับวัดอุณหภูมิ โดยใช้หลักการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ หรือความร้อนให้สัญญานที่เป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้า (emf) Thermocouple 

ซึ่งจะประกอบด้วย ลวดตัวนำ 2 ชนิด ที่มีความแตกต่างกันทางโครงสร้างของอะตอม เช่น ตัวอย่างโลหะผสมที่เกิดขึ้น เช่น โครเมล (Cromel) คือ โลหะผสมของ นิกเกิ้ล 90% และ โครเมี่ยม 10% , 

อลูเมล (Alumel) คือ โลหะผสมของ นิกเกิ้ล 95% อลูมิเนียม 2% แมงกานิส 2% และ ซิลิคอน 1%, คอนสแตนแตน (Constantan) คือ โลหะผสมของ ทองแดง 60% และ นิกเกิ้ล 40% เป็นต้น

 นำมาเชื่อมปลายทั้ง 2 เข้าด้วยกัน โดยเรียกปลายนี้ว่า จุดสำหรับทำการวัด Measuring point หรือ Hot junction

 (จุดวัดอุณหภูมิ) ซึ่งเป็นจุดที่ใช้วัดอุณหภูมิ และจะมีปลายอีกข้างหนึ่งของลวดโลหะปล่อยว่าง ซึ่งเรียกว่า Cold junction (จุดอ้างอิง) ซึ่งหากจุดวัดอุณหภูมิ และจุดอ้างอิง

 มีอุณหภูมิต่างกันก็จะทำให้มีการนำกระแสในวงจรเทอร์โมคัปเปิลทั้งสองข้าง

 รูปแบบของเทอร์โมคัปเปิล และ อาร์ทีดี PT100 

TH-01	TH-02
ชนิดของไส้ (ELEMENT) : Type K (CA), J (IC),PT100 ขนาดของไส้                      : Ø 0.65 มม. ขนาดของสกรู                    : 1/4" , 5/16" ความยาวสาย                    : 1, 2, 3, 4, 5 ม. อุณหภูมิใช้งานสูงสุด         : 400 °C ลักษณะการใช้งาน     : ขันยึดติดกับพื้นผิวที่ต๊าฟเกลียวไว้                                    แล้วให้เหมาะสมกับการวัด                                    อุณหภูมิของเหลวเพราะรั่วซึมได้	ชนิดของไส้ (ELEMENT) : Type K (CA), J (IC) ขนาดของไส้                      : Ø 0.65 มม. ขนาดของสกรู                    : 1/4" , 5/16" ความยาวสาย                    : 1, 2, 3, 4, 5 ม. อุณหภูมิใช้งานสูงสุด         : 400 °C ลักษณะการใช้งาน            :ขันสกรูลงในรูหางปลา                                            ยึดติดกับพื้นผิว
TH-03	TH-04
ชนิดของไส้               :  Type K (CA), J (IC), T, E, Pt100W ขนาดของไส้             : Ø 0.65 มม. ขนาดของปลอก        : Ø 5, 6.35,9.6 มม. ความยาวปลอก         : 100, 200, 300, 400, 500, 600 มม. ความยาวสาย            : 1, 2, 3, 4, 5,10,...... ม. อุณหภูมิใช้งานสูงสุด : Type K, J : 600 °C, Pt100 : 600 °C ลักษณะการใช้งาน     : สำหรับวัดอุณหภูมิอากาศและ                                     ของเหลวมีทั้งปลอกเป็น ก้านตรง (1A) และ ก้านงอ         90°	ชนิดของไส้               :Type K (CA), J (IC), T, E, Pt100W           ขนาดของไส้             : Ø 0.65 มม. ขนาดของปลอก        : Ø 5, 6.35,9.6 มม. ความยาวปลอก         : 100, 200, 300, 400, 500, 600 มม. ความยาวสาย            : 1, 2, 3, 4, 5 ม. ขนาดเกลียว              : 1/4", 1/2", 3/4" อุณหภูมิใช้งานสูงสุด : Type K, J : 600 °C, Pt100 : 600 ° ลักษณะการใช้งาน     : สำหรับวัดอุณหภูมิอากาศและ                                     ของเหลวมีทั้งปลอกเป็นก้านตรง และก้านงอ 90°
TH-05	TH-06
ชนิดของไส้                  : Type K (CA), J (IC), T, E, Pt100W ขนาดของไส้                : Ø 0.65 มม. ขนาดของปลอก           : Ø 5, 6.35,9.6 มม. ความยาวปลอก            : 100, 200, 300, 400, 500, 600 มม. ความยาวสาย               : 1, 2, 3, 4, 5 ,.........ม. อุณหภูมิใช้งานสูงสุด    : Type K, J : 600 °C, Pt100 : 600 °C ลักษณะการใช้งาน       : ล็อกยึดติดกับชิ้นงานด้วยเขี้ยวล็อก                                      และสปริงมีทั้งก้านตรง (4A)และก้านงอ90° (5A)	ชนิดของไส้ (ELEMENT): Type K (CA), J (IC), T, E, Pt100W ขนาดของไส้ : Ø 0.65 มม. ขนาดของปลอก: Ø 5, 6.35 มม. ความยาวปลอก :25 มม. ความยาวสาย : 1, 2, 3, 4, 5 ม. อุณหภูมิใช้งานสูงสุด: Type K, J :400°C ลักษณะการใช้งาน: ล็อกยึดติดกับชิ้นงานด้วยเขี้ยวล็อก
TH-07	TH-08
ชนิดของไส้               :  Type K (CA), J (IC), T, E, Pt100W ขนาดของไส้             : Ø 0.65 มม. ขนาดของปลอก        : Ø 5, 6.35,9.5 มม. ความยาวปลอก         : 100, 200, 300, 400, 500, 600 มม. ความยาวสาย            : 1, 2, 3, 4, 5,10,...... ม. อุณหภูมิใช้งานสูงสุด : Type K, J : 600 °C, Pt100 : 600 °C ลักษณะการใช้งาน     : สำหรับวัดอุณหภูมิอากาศและ                                     ของเหลว	ชนิดของไส้               :  Type K (CA), J (IC), T, E, Pt100W ขนาดของไส้             : Ø 0.65 มม. ขนาดของปลอก        : Ø 5,  มม. ความยาวปลอก         : 25 มม. ความยาวสาย            : 1, 2, 3, 4, 5,10,...... ม. อุณหภูมิใช้งานสูงสุด : Type K, J : 600 °C, Pt100 : 600 °C ลักษณะการใช้งาน     : สำหรับวัดอุณหภูมิอากาศและ                                     ของเหลว
TH-09	TH-10
ชนิดของไส้               :  Type K (CA), J,R,S,B, Pt100W ขนาดของไส้             : Ø 0.65 มม. ชนิดของปลอก          :Ceramic, Alumina  ( ALsint 99.7 ) ขนาดของปลอก        : Ø 10,15,  มม. ความยาวปลอก         :  200, 300, 400, 500,600 - 1000 มม. ความยาวสาย            : 1, 2, 3, 4, 5,10,...... ม. อุณหภูมิใช้งานสูงสุด : TCeramic = 1400 °C,                                       Alumina = 1700 °C ลักษณะการใช้งาน     : ใช้วัดอุณหภูมิความร้อนสูงในเตาอบ,                                     เตาเผา,เตาหลอม	ชนิดของไส้               :  Type K (CA),T, J,R,S,B, Pt100 ขนาดของไส้             : Ø 0.65 มม. ชนิดของปลอก          :Ceramic, Alumina  ( ALsint 99.7 ) ขนาดของปลอก        : Ø 6.35,9.5,10,15, 22 มม. ความยาวปลอก         :  200, 300, 400, 500,600 - 1000 มม. ความยาวสาย            : 1, 2, 3, 4, 5,10,...... ม. ขนาดเกลียว             : 1/4", 1/2", 3/4" อุณหภูมิใช้งานสูงสุด :  Ø 6 มม. = 600 °C/ 9.5, 12.7 มม.                                       800 °C , Ø 22 มม. = 1000 °C ลักษณะการใช้งาน     : ใช้วัดอุณหภูมิความร้อนสูงในเตาอบ,   เตาเผา,เตาหลอม
TH11	TH12
ชนิดของไส้               :  Type K (CA),R,S,B, Pt100 ขนาดของไส้             : Ø 0.65 มม. ขนาดของปลอก        : Ø 6.35,9.5,10,15, 22 มม. ความยาวปลอก         :  200, 300, 400, 500,600 - 1000 มม. ความยาวสาย            : 1, 2, 3, 4, 5,10,...... ม. ขนาดเกลียว             : 1/4", 1/2", 3/4" อุณหภูมิใช้งานสูงสุด :  Ø 6 มม. = 600 °C/ 9.5, 12.7 มม.                                       800 °C , Ø 22 มม. = 1000 °C ลักษณะการใช้งาน     : ใช้วัดอุณหภูมิความร้อนสูงในเตาอบ,   เตาเผา,เตาหลอม	ชนิดของไส้               :  Type K (CA),R,S,B, Pt100 ขนาดของไส้             : Ø 0.65 มม. ขนาดของปลอก        : Ø 6.35,9.5,10,15, 22 มม. ความยาวปลอก         :  200, 300, 400, 500,600 - 1000 มม. ความยาวสาย            : 1, 2, 3, 4, 5,10,...... ม. ขนาดเกลียว             : 1/4", 1/2", 3/4" อุณหภูมิใช้งานสูงสุด :  Ø 6 มม. = 600 °C/ 9.5, 12.7 มม.                                       800 °C , Ø 22 มม. = 1000 °C ลักษณะการใช้งาน     : ใช้วัดอุณหภูมิความร้อนสูงในเตาอบ,   เตาเผา,เตาหลอม
TH13	TH14
ชนิดของไส้               :  Type K (CA),T,E,R,S,B, Pt100 ขนาดของไส้             : Ø 0.65 มม. ขนาดของปลอก        : Ø 6.35,9.5,10,15, 22 มม. ความยาวปลอก         :  200, 300, 400, 500,600, 1000 มม. ความยาวสาย            : 1, 2, 3, 4, 5,10,...... ม. ขนาดเกลียว             : 1/4", 1/2", 3/4" อุณหภูมิใช้งานสูงสุด :  Ø 6 มม. = 600 °C/ 9.5, 12.7 มม.                                       800 °C , Ø 22 มม. = 1000 °C ลักษณะการใช้งาน     : ใช้วัดอุณหภูมิความร้อนสูงในเตาอบ,   เตาเผา,เตาหลอม	ชนิดของไส้               :  Type K (CA),T,E,R,S,B, Pt100 ขนาดของไส้             : Ø 0.65 มม. ขนาดของปลอก        : Ø 6.35,9.5,10,15, 22 มม. ความยาวปลอก         :  200, 300, 400, 500,600, 1000 มม. ความยาวสาย            : 1, 2, 3, 4, 5,10,...... ม. ขนาดเกลียว             : 1/4", 1/2", 3/4" อุณหภูมิใช้งานสูงสุด :  Ø 6 มม. = 600 °C/ 9.5, 12.7 มม.                                       800 °C , Ø 22 มม. = 1000 °C ลักษณะการใช้งาน     : ใช้วัดอุณหภูมิความร้อนสูงในเตาอบ,   เตาเผา,เตาหลอม

 

ตัวอย่างงานสั่งผลิตตามคำสั่งลูกค้า 

 

เทอร์โมคัปเปิ้ล (Thermocouple) แบบมาตรฐาน

                เทอร์โมคัปเปิ้ล (Thermocouple) มีหลาย Type ให้เลือก แล้วแต่ย่านอุณหภูมิและลักษณะการใช้งาน โดยความแตกต่างของแต่ละ Type นี้ เกิดจากการเลือกใช้คู่ของวัสดุ (Element) ของโลหะ ที่นำโลหะชนิดต่าง ๆ กันมาจับคู่เชื่อมเข้าด้วยกัน จะทำให้คุณสมบัติของเทอร์โมคัปเปิ้ลที่ได้แตกต่างกัน ไป นอกจากนี้ ได้มีการทดลองผสมโลหะต่างชนิดเข้าด้วยกัน เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของโลหะเดิมให้ดีขึ้น หรือเพื่อใช้แทนโลหะบางชนิดที่ใช้ทำอยู่เดิม เช่น แพลตินัม เนื่องจากมีราคาสูง ตัวอย่างโลหะผสมที่เกิดขึ้น เช่น โครเมล (Cromel) คือ โลหะผสมของ นิกเกิ้ล 90% และ โครเมี่ยม 10% , อลูเมล (Alumel) คือ โลหะผสมของ นิกเกิ้ล 95% อลูมิเนียม 2% แมงกานิส 2% และ ซิลิคอน 1%, คอนสแตนแตน (Constantan) คือ โลหะผสมของ ทองแดง 60% และ นิกเกิ้ล 40% เป็นต้น

การ ใช้งานเทอร์โมคัปเปิ้ล ควรเลือกใช้ให้ถูกต้องและเหมาะสมกับงานนั้น ๆ โดยสิ่งที่ควรพิจารณามีหลายข้อ เช่น ค่าอุณหภูมิสูงสุดที่ใช้งาน, ราคา , ความกัดกร่อนของสารที่เทอร์โมคัปเปิ้ลสัมผัส, ต้องใช้ Thermowell หรือไม่ , ลักษณะบรรยากาศที่เป็น Oxidizing, Reducing, Inert หรือ Vacuum เป็นต้น

ตารางแสดงคุณสมบัติเปรียบเทียบเทอร์โมคัปเปิ้ล (Thermocouple) แบบมาตรฐาน Type ต่าง ๆ

ตารางแสดงสภาวะแวดล้อมในการใช้งานเทอร์โมคัปเปิ้ลแบบมาตรฐานโดยไม่ต้องใช้ Protecting Tube

ความเหมาะสมในการใช้งาน
TC Type	บรรยากาศ Oxidizing	บรรยากาศ Reducing	บรรยากาศ Inert	Vacuum	บรรยากาศ Sulferous	อุณหภูมิ < 0-◦C	มีไอของโลหะ
B	ได้	ไม่ได้	ได้	ได้ในช่วงสั้น ๆ	ไม่ได้	ไม่ได้	ไม่ได้
R	ได้	ไม่ได้	ได้	ไม่ได้	ไม่ได้	ไม่ได้	ไม่ได้
S	ได้	ไม่ได้	ได้	ไม่ได้	ไม่ได้	ไม่ได้	ไม่ได้
J	ได้	ได้	ได้	ได้	ไม่ได้ถ้า > 500 ◦C	ไม่ได้	ได้
K	ได้*	ไม่ได้	ได้	ไม่ได้	ไม่ได้	ได้	ได้
T#	ได้	ได้	ได้	ได้	ไม่ได้	ได้	ได้
E	ได้	ไม่ได้	ได้	ไม่ได้	ไม่ได้	ได้	ได้
* ใช้งานได้ดีกว่าแบบ E,J และ T เมื่ออุณหภูมิ > 550 ◦Cโดยเฉพาะกับอุณหภูมิ < 0 ◦C Oxidizing : กระบวนการทางเคมีที่ดึงออกซิเจนจากภายนอกเข้าไปทำปฏิกิริยากับสารนั้น Reducing : กระบวนการทางเคมีที่ออกซิเจนถูกดึงออกจากสารนั้นเพื่อไปทำปฏิกิริยากับสารภายนอก Vacuum : ค่าความดันที่ต่ำกว่าบรรยากาศจนถึงสภาวะสูญญากาศ Inert      : สภาวะเฉื่อยที่ไม่เกิดปฏิกิริยาเคมี

 

Table 2 — ประเภทเทอร์โมคัปเปิลยอดนิยม

ประเภทเทอร์โมคัปเปิล	ช่วงโดยรวม	ความแม่นยำโดยทั่วไป *	ความคิดเห็น
Type B (Platinum/Rhodium)	100 to 1800	5 °C (at 1000°C)	เหมาะสำหรับการวัดอุณหภูมิที่สูง เทอร์โมคัปเปิลชนิด B ให้เอาต์พุตเท่ากันอย่างผิดปกติที่ 0 °C    และ 42 °C  ทำให้ไม่มีประโยชน์ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 50 °C
Type E (Chromel / Constantan)	-200 to 900	1.7 °C	ประเภท E มีเอาต์พุตสูง (68 µV/°C) ซึ่งทำให้เหมาะสมกับการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำ   (ไครโอเจนิก)   คุณสมบัติอีกอย่างหนึ่งคือไม่เป็นแม่เหล็ก
Type J (Iron / Constantan)	-40 to 760	2.2 °C	ช่วงที่จำกัดทำให้ประเภท J ได้รับความนิยมน้อยกว่าประเภท K ไม่ควรใช้ประเภท J  ที่อุณหภูมิสูงกว่า 760°C    เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทางแม่เหล็กอย่างกะทันหัน จะทำให้เกิดการดีไลเบรตอย่างถาวร
Type K (Chromel / Alumel)	-200 to 1300	2.2 °C	Type K คือเทอร์โมคัปเปิ้ล 'วัตถุประสงค์ทั่วไป' มีต้นทุนต่ำและเป็นที่นิยม ความไวประมาณ  41 µV/°C    ใช้ประเภท K เว้นแต่คุณจะมีเหตุผลที่ดีที่จะไม่ทำ
Type N (Nicrosil / Nisil)	-200 to 1300	2.2 °C	ความเสถียรสูงและความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงทำให้ประเภท N    เหมาะสำหรับการวัดอุณหภูมิที่สูง โดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายสำหรับประเภทแพลตตินัม (B,R,S) ออกแบบให้เป็นประเภท K ที่ 'ปรับปรุงแล้ว' และกำลังได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ
Type R (Platinum / Rhodium)	-50 to 1760	1.5 °C	เหมาะสำหรับการวัดอุณหภูมิสูงถึง 1600 °C ความไวต่ำ (10 µV/°C) และต้นทุนสูง    ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานทั่วไป
Type S (Platinum / Rhodium)	-50 to 1760	1.5 °C	เหมาะสำหรับการวัดอุณหภูมิสูงถึง 1600 °C ความไวต่ำ (10 µV/°C) และต้นทุนสูง    ทำให้ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานทั่วไป  เนื่องจากมีความเสถียรสูง ประเภท S จึงถูกใช้เป็นมาตรฐานในการสอบเทียบจุดหลอมเหลวของทองคำ (1,064.43 °C)
Type T (Copper / Constantan)	-200 to 400	1 °C	ความแม่นยำสูงสุดของเทอร์โมคัปเปิลทั่วไป มักใช้สำหรับการตรวจสอบอาหารและการใช้งานด้านสิ่งแวดล้อม

 

THERMOCOUPLE

เทอร์โมคัปเปิลเป็นอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยตัวนำที่แตกต่างกันสองตัว (โดยปกติจะเป็นโลหะผสม) ซึ่งสร้างแรงดันไฟฟ้าตามสัดส่วนของความแตกต่าง
 ของอุณหภูมิระหว่างปลายทั้งสองข้างของตัวนำทั้งสอง เทอร์โมคัปเปิลเป็นเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการวัดและควบคุม
 และยังสามารถใช้เพื่อแปลงการไล่ระดับอุณหภูมิเป็นไฟฟ้าอีกด้วย มีราคาไม่แพง ใช้แทนกันได้ มีขั้วต่อมาตรฐาน และสามารถวัดอุณหภูมิได้หลากหลาย
 ตรงกันข้ามกับวิธีการวัดอุณหภูมิอื่นๆ ส่วนใหญ่ เทอร์โมคัปเปิลใช้พลังงานในตัวและไม่ต้องการการกระตุ้นจากภายนอก ข้อจำกัดหลักของเทอร์โมคัปเปิลคือความถูกต้องแม่นยำ
 และข้อผิดพลาดของระบบที่น้อยกว่า 1 องศาเซลเซียส (C) อาจเป็นเรื่องยากที่จะบรรลุผลสำเร็จ
จุดเชื่อมต่อของโลหะที่ไม่เหมือนกันจะทำให้เกิดศักย์ไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิ  เทอร์โมคัปเปิลสำหรับการวัดอุณหภูมิในทางปฏิบัติคือจุดเชื่อมต่อ  
ของโลหะผสมจำเพาะซึ่งมีความสัมพันธ์ที่คาดการณ์และ  ทำซ้ำได้ระหว่างอุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้า โลหะผสมต่างกันใช้สำหรับช่วงอุณหภูมิที่ต่างกัน
 คุณสมบัติเช่นความต้านทานต่อการกัดกร่อนอาจมีความสำคัญเช่นกันเมื่อเลือกประเภทของเทอร์โมคัปเปิล ในกรณีที่จุดวัดอยู่ห่างจากเครื่องมือวัด
 การเชื่อมต่อระดับกลางสามารถทำได้โดยใช้สายต่อซึ่งมีราคาถูกกว่าวัสดุที่ใช้สร้างเซ็นเซอร์ โดยปกติแล้วเทอร์โมคัปเปิลจะถูกทำให้เป็นมาตรฐาน
 โดยมีอุณหภูมิอ้างอิง 0 องศาเซลเซียส เครื่องมือในทางปฏิบัติใช้วิธีการอิเล็กทรอนิกส์ของการชดเชย จุดเชื่อมต่อเย็นเพื่อปรับอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงที่
 ขั้วต่อเครื่องมือ เครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ยังสามารถชดเชยคุณลักษณะที่แตกต่างกัน ของเทอร์โมคัปเปิลได้ ดังนั้นจึงปรับปรุงความแม่นยำและความแม่นยำในการวัด
เทอร์โมคัปเปิลถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม การใช้งานรวมถึงการวัดอุณหภูมิสำหรับเตาเผา
 ไอเสียจากกังหันก๊าซ เครื่องยนต์ดีเซล และกระบวนการทางอุตสาหกรรมอื่นๆ

 

ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิ

 

สำหรับโลหะทั่วไปที่ใช้ในเทอร์โมคัปเปิล แรงดันเอาต์พุตจะเพิ่มขึ้นเกือบเป็นเส้นตรงกับความแตกต่างของอุณหภูมิ (ΔT)ในช่วงอุณหภูมิที่มีขอบเขต สำหรับการวัดที่แม่นยำหรือการวัดนอกช่วงอุณหภูมิเชิงเส้น ต้องแก้ไขความไม่เชิงเส้น ความสัมพันธ์แบบไม่เชิงเส้นระหว่างความแตกต่างของอุณหภูมิ (ΔT) และแรงดันเอาต์พุต (mV) ของเทอร์โมคัปเปิลสามารถประมาณได้

 

ค่าสัมประสิทธิ์ a ถูกกำหนดไว้สำหรับ n ตั้งแต่ 0 ถึงระหว่าง 5 ถึง 13 ขึ้นอยู่กับโลหะ ในบางกรณีจะได้ความแม่นยำที่ดีขึ้นเมื่อใช้เงื่อนไขที่ไม่ใช่พหุนามเพิ่มเติม
 ฐานข้อมูลแรงดันไฟฟ้าเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิ และค่าสัมประสิทธิ์สำหรับการคำนวณอุณหภูมิจากแรงดันไฟฟ้า
 และในทางกลับกันสำหรับเทอร์โมคัปเปิลหลายประเภทมีให้ทางออนไลน์ในอุปกรณ์สมัยใหม่ สมการมักจะถูกนำมาใช้ในตัวควบคุมดิจิทัล
หรือจัดเก็บไว้ในตารางการค้นหา อุปกรณ์รุ่นเก่าใช้วงจรแอนะล็อกการประมาณเชิงเส้นแบบรายชิ้นเป็นอีกทางเลือกหนึ่งของการแก้ไขพหุนาม

 

 

การชดเชยจุดเชื่อมต่อความเย็น

เทอร์โมคัปเปิลจะวัดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างจุดสองจุด ไม่ใช่อุณหภูมิสัมบูรณ์ ในการวัดอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อจุดใดจุดหนึ่ง(โดยปกติคือจุดเชื่อมต่อความเย็น)จะถูกคงไว้ที่อุณหภูมิอ้างอิงที่ทราบและจุดเชื่อมต่ออีกจุดนั้นจะอยู่ที่อุณหภูมิที่จะตรวจจับได้

การมีจุดเชื่อมต่อของอุณหภูมิที่ทราบ แม้จะมีประโยชน์สำหรับการสอบเทียบในห้องปฏิบัติการ แต่ก็ไม่สะดวกสำหรับการใช้งานการวัดและการควบคุมส่วนใหญ่
 แต่จะรวมจุดต่อความเย็นเทียมโดยใช้อุปกรณ์ที่ไวต่อความร้อน เช่น เทอร์มิสเตอร์หรือไดโอด เพื่อวัดอุณหภูมิของการเชื่อมต่ออินพุตที่เครื่องมือ
 โดยจะต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเพื่อลดการไล่ระดับอุณหภูมิระหว่างขั้วต่อให้เหลือน้อยที่สุด ดังนั้นจึงสามารถจำลองแรงดันไฟฟ้าจากจุดเชื่อมต่อเย็นที่รู้จักได้
 และนำการแก้ไขที่เหมาะสมไปใช้ สิ่งนี้เรียกว่าการชดเชยจุดเชื่อมต่อความเย็น วงจรรวมบางตัว เช่น LT1025 (จากเทคโนโลยีเชิงเส้น)
 ได้รับการออกแบบมาเพื่อส่งออกแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการชดเชยตามประเภทเทอร์โมคัปเปิลและอุณหภูมิจุดเชื่อมต่อเย็น
 

ชนิดของเทอร์โมคัปเปิล   Type

การผสมโลหะผสมบางชนิดได้รับความนิยมตามมาตรฐานอุตสาหกรรม การเลือกส่วนผสมจะพิจารณาจากต้นทุน ความพร้อมใช้งาน ความสะดวก จุดหลอมเหลว
คุณสมบัติทางเคมี ความเสถียร และผลผลิต ประเภทต่างๆ เหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน โดยปกติจะเลือกตามช่วงอุณหภูมิและความไวที่ต้องการ
 เทอร์โมคัปเปิลที่มีความไวต่ำ (ประเภท B, R และ S) มีความละเอียดต่ำกว่าตามลำดับ เกณฑ์การคัดเลือกอื่นๆ ได้แก่ ความเฉื่อยของวัสดุเทอร์โมคัปเปิล
 และไม่ว่าจะเป็นแม่เหล็กหรือไม่ก็ตาม ประเภทเทอร์โมคัปเปิลมาตรฐานแสดงอยู่ด้านล่างโดยให้ขั้วบวกเป็นอันดับแรก ตามด้วยขั้วลบ

K

ประเภท K (โครเมล {นิกเกิล 90 เปอร์เซ็นต์และโครเมียม 10 เปอร์เซ็นต์} – อลูเมล {นิกเกิล 95%, แมงกานีส 2%, อลูมิเนียม 2% และซิลิคอน 1%}) เป็นเทอร์โมคัปเปิลวัตถุประสงค์ทั่วไปที่พบบ่อยที่สุดโดยมีความไวประมาณ 41 µV/°C , โครเมลเป็นบวกสัมพันธ์กับอลูเมล[7] มีราคาไม่แพง และมีโพรบหลากหลายให้เลือกใช้งานในช่วง -200 °C ถึง +1350 °C / -328 °F ถึง +2462 °F ประเภท K ได้รับการระบุในช่วงเวลาที่โลหะวิทยามีความก้าวหน้าน้อยกว่าในปัจจุบัน และผลที่ตามมาคือคุณลักษณะอาจแตกต่างกันมากระหว่างตัวอย่างต่างๆนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหนึ่งของโลหะซึ่งเป็นแม่เหล็ก คุณลักษณะของเทอร์โมคัปเปิลที่ทำด้วยวัสดุแม่เหล็กคือ เทอร์โมคัปเปิลจะมีการเบี่ยงเบนเอาต์พุตเมื่อวัสดุถึงจุดกูรี สิ่งนี้เกิดขึ้นกับเทอร์โมคัปเปิลประเภท K ที่อุณหภูมิประมาณ 350 °C

E

ประเภท E (โครเมล–คอนสแตนตัน)[5] มีเอาต์พุตสูง (68 µV/°C) ซึ่งทำให้เหมาะสมอย่างยิ่งกับการใช้งานแบบแช่แข็ง นอกจากนี้ยังไม่ใช่แม่เหล็ก

J

ประเภท J (เหล็ก–คอนสแตนตัน) มีช่วงที่จำกัดมากกว่าประเภท K (-40 ถึง +750 °C) แต่มีความไวสูงกว่าประมาณ 55 µV/°C[2] จุดกูรีของเหล็ก (770 °C)[8] ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันในลักษณะเฉพาะ ซึ่งเป็นตัวกำหนดขีดจำกัดอุณหภูมิด้านบน

 

 

Platinum types B, R, and S

เทอร์โมคัปเปิลประเภท B, R และ S ใช้แพลทินัมหรือโลหะผสมแพลทินัม-โรเดียมสำหรับตัวนำแต่ละตัว เทอร์โมคัปเปิลเหล่านี้เป็นหนึ่งในเทอร์โมคัปเปิลที่เสถียรที่สุด แต่มีความไวต่ำกว่าประเภทอื่นๆ ประมาณ 10 µV/°C เทอร์โมคัปเปิลประเภท B, R และ S มักใช้สำหรับการวัดอุณหภูมิที่สูงเท่านั้น เนื่องจากมีต้นทุนสูงและความไวต่ำ

B

เทอร์โมคัปเปิลประเภท B ใช้โลหะผสมระหว่างแพลตทินัมและโรเดียมสำหรับ มีอัตราส่วนผลมของโรเดียม 30% ในขณะที่อีกตัวมีโรเดียม 6% เทอร์โมคัปเปิ้ลเหล่านี้เหมาะสำหรับ

การใช้งานที่อุณหภูมิสูงถึง 1800 องศาเซลเซียส  เทอร์โมคัปเปิลประเภท B ให้เอาต์พุตเท่ากันที่ 0 องศา และ 42 องศา โดยจำกัดการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำกว่าประมาณ 50 °C

R
Type R thermocouples use a platinum–rhodium alloy containing 13% rhodium for one conductor and pure platinum for the other conductor. Type R thermocouples are used up to 1600 °C.

S
Type S thermocouples are constructed using one wire of 90% Platinum and 10% Rhodium (the positive or "+" wire) and a second wire of 100% platinum (the negative or "-" wire). Like type R, type S thermocouples are used up to 1600 °C. In particular, type S is used as the standard of calibration for the melting point of gold (1064.43 °C).

 T

Type T (copper–constantan) thermocouples are suited for measurements in the −200 to 350 °C range. Often used as a differential measurement since only copper wire touches the probes. Since both conductors are non-magnetic, there is no Curie point and thus no abrupt change in characteristics. Type T thermocouples have a sensitivity of about 43 µV/°C.

 C

Type C (tungsten 5% rhenium – tungsten 26% rhenium) thermocouples are suited for measurements in the 0 °C to 2320 °C range. This thermocouple is well-suited for vacuum furnaces at extremely high temperatures. It must never be used in the presence of oxygen at temperatures above 260 °C.

 M

Type M thermocouples use a nickel alloy for each wire. The positive wire (20 Alloy) contains 18% molybdenum while the negative wire (19 Alloy) contains 0.8% cobalt. These thermocouples are used in vacuum furnaces for the same reasons as with type C. Upper temperature is limited to 1400 °C. It is less commonly used than other types.
 

The table below describes properties of several different thermocouple types. Within the tolerance columns, T represents the temperature of the hot junction, in degrees Celsius. For example, a thermocouple with a tolerance of ±0.0025×T would have a tolerance of ±2.5 °C at 1000 °C.

Type	Temperature range °C (continuous)	Temperature range °C (short term)	Tolerance class one (°C)	Tolerance class two (°C)	IEC Color code	BS Color code	ANSI Color code
K	0 to +1100	−180 to +1300	±1.5 between −40 °C and 375 °C ±0.004×T between 375 °C and 1000 °C	±2.5 between −40 °C and 333 °C ±0.0075×T between 333 °C and 1200 °C
J	0 to +750	−180 to +800	±1.5 between −40 °C and 375 °C ±0.004×T between 375 °C and 750 °C	±2.5 between −40 °C and 333 °C ±0.0075×T between 333 °C and 750 °C
N	0 to +1100	−270 to +1300	±1.5 between −40 °C and 375 °C ±0.004×T between 375 °C and 1000 °C	±2.5 between −40 °C and 333 °C ±0.0075×T between 333 °C and 1200 °C
R	0 to +1600	−50 to +1700	±1.0 between 0 °C and 1100 °C ±[1 + 0.003×(T − 1100)] between 1100 °C and 1600 °C	±1.5 between 0 °C and 600 °C ±0.0025×T between 600 °C and 1600 °C			Not defined.
S	0 to 1600	−50 to +1750	±1.0 between 0 °C and 1100 °C ±[1 + 0.003×(T − 1100)] between 1100 °C and 1600 °C	±1.5 between 0 °C and 600 °C ±0.0025×T between 600 °C and 1600 °C			Not defined.
B	+200 to +1700	0 to +1820	Not Available	±0.0025×T between 600 °C and 1700 °C	No standard use copper wire	No standard use copper wire	Not defined.
T	−185 to +300	−250 to +400	±0.5 between −40 °C and 125 °C ±0.004×T between 125 °C and 350 °C	±1.0 between −40 °C and 133 °C ±0.0075×T between 133 °C and 350 °C
E	0 to +800	−40 to +900	±1.5 between −40 °C and 375 °C ±0.004×T between 375 °C and 800 °C	±2.5 between −40 °C and 333 °C ±0.0075×T between 333 °C and 900 °C
Chromel/AuFe	−272 to +300	n/a	Reproducibility 0.2% of the voltage; each sensor needs individual calibration.

 

ขอขอบคุณข้อมูลจาก en.wikipedia.org

 

N

Type N (Nicrosil–Nisil) (nickel-chromium-silicon/nickel-silicon) thermocouples are suitable for use between −270 °C and 1300 °C owing to its stability and oxidation resistance. Sensitivity is about 39 µV/°C at 900 °C, slightly lower compared to type K.

Designed at the Defence Science and Technology Organisation (DSTO), Australia, by Noel A Burley, type N thermocouples overcome the three principal characteristic types and causes of thermoelectric instability in the standard base-metal thermoelement materials:[9]

1. A gradual and generally cumulative drift in thermal EMF on long exposure at elevated temperatures. This is observed in all base-metal thermoelement materials and is mainly due to compositional changes caused by oxidation, carburization or neutron irradiation that can produce transmutation in nuclear reactor environments. In the case of type K, manganese and aluminium elements from the KN (negative) wire migrate to the KP (positive) wire resulting in a down-scale drift due to chemical contamination. This effect is cumulative and irreversible.

2. A short-term cyclic change in thermal EMF on heating in the temperature range ca. 250–650 ºC, which occurs in types K, J, T and E thermocouples. This kind of EMF instability is associated with structural changes like magnetic short range order.

3. A time-independent perturbation in thermal EMF in specific temperature ranges. This is due to composition-dependent magnetic transformations that perturb the thermal EMFs in type K thermocouples in the range ca. 25-225 ºC, and in type J above 730 ºC.

Nicrosil and Nisil thermocouple alloys show greatly enhanced thermoelectric stability relative to the other standard base-metal thermocouple alloys because their compositions substantially reduces the thermoelectric instability described above. This is achieved primarily by increasing component solute concentrations (chromium and silicon) in a base of nickel above those required to cause a transition from internal to external modes of oxidation, and by selecting solutes (silicon and magnesium) that preferentially oxidize to form a diffusion-barrier, and hence oxidation inhibiting films