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열전대(THERMO COUPLE) |
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■ 원리
두 종류의 금속도제 양단을 전기적으로 접속시키고 이 양단에 온도차를 주면 회로중에 전류가 흐르게된다.
이와 같이 한쪽(기준접점)의 온도를 일정온도(원칙적으로 0℃)로 유지하고 열기전력의 수치를 측정함으로써 다른끝단(측온접점)의 온도를 알 수 있습니다. 이것은 1821년 T.J.Seebeck이 동과 안티몬과의 사이에서 발견한 현상으로 발견자의 이름을 따서 제백효과라고 부르고 있습니다.
■ 열전대의 특징
장점>
구조가 간단하고 기계적이며 견고하고 비교적 오차가 적다.
넓은 온도범위에서 측정이 가능(0℃ - 2500℃)
가는 소선을 사용하면 작은 장소의 측정을 할 수 있고 응답도 빠르다.
온도를 전기량으로 직접 환산하고 검출할 수 있으므로 측정이 용이
측정물과의 거리를 크게 잡을 수 있어 도중의 온도변화의 영향을 받지 않는다.
비교적 가격이 저렴하여 입수하기 쉽다. 단점>
기준접점이 필요
기준접점 및 보상 도선의 오차를 고려할 필요가 있다.
출력이 비교적 작으므로 측정 회로의 노이즈나 드리프트등에 주의가 필요
상온 부근에서는 보정에 주의하지 않으면 좋은 정밀도를 얻기 힘들다.
고온이나 장시간용인 경우에는 수명에 한도가 있다.
■ 구조 및 계측방법
일반적으로 열전대는 양소선 상호간에 단락을 방지하는 절연관을 사용하고 소선이 피측정물이나 분위기등에 직접 닿지 않도록 보호관에 넣어서 사용하여야 합니다. 또 기준 접점을 일정한 기준온도로 보정하여야 합니다.
■ 유의사항
열전대는 여러 가지 종류가 있지만 사용장소, 용도에 따라 적정한 것을 선정하는 것이 가장 중요합니다.
온도를 정확하게 측정하기 위해서는 열전대의 선정의 내열, 내식, 내진성을 고려한 보호관 등의 선정, 구조 및 취부(위치)등에 유의할 필요가 있습니다.
기준접점 보상회로
열기전력표의 값은 기준 접점측의 온도가 0℃일 때의 열기전력을 규정하고 있습니다.
따라서 열전쌍을 사용한 온도 계측에서 기준 점점측의 온도를 0℃로 유지하거나 기준 접점측의 온도를 어떤 방법으로 측정해서 그 온도분 만큼 열기전력을 보상해야 합니다.
보상소자로서는 다이오드나 트랜지스터 또는 동선 저항의 온도를 이용한 것이 실용화되고 있습니다.
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