Le termocoppie sono sensori di temperatura realizzati con due leghe metalliche. Quando i due metalli vengono riuniti per formare una giunzione, viene generata una tensione quando vi sono differenze di temperatura tra di loro. Questo è noto come effetto Seebeck.
L'effetto Seebeck
Il fisico tedesco Thomas Johann Seebeck, fisico tedesco, ha scoperto l'effetto Seebeck. Prese due metalli diversi, uno con una temperatura più alta dell'altro, e realizzò un circuito in serie unendoli insieme in un incrocio. Ha scoperto che era in grado di generare una tensione. Più grande è la differenza di temperatura tra di loro, maggiore è la tensione generata, e ha scoperto che i risultati erano indipendenti dalla forma del metallo.
Significato
Le termocoppie sono preziose nella scienza e ingegneria, grazie a caratteristiche come il loro rapido tempo di reazione e le dimensioni ridotte. Hanno la capacità di misurare con precisione temperature estreme, con intervalli da 270 a 2500 gradi Celsius e errori entro 0,5 o 2 gradi Celsius.
Lo svantaggio delle termocoppie è che i segnali prodotti possono essere non lineari, e quindi devono essere calibrati con attenzione.
Construction
Due leghe metalliche sono unite per formare una giunzione. Una porzione della giunzione è posta su una sorgente la cui temperatura deve essere misurata, mentre l'altra estremità viene mantenuta ad un riferimento costante tramite una sorgente di temperatura. La fonte di temperatura è in genere un sensore di temperatura a stato solido, anche se quelli più vecchi utilizzano un bagno di acqua ghiacciata.
Un fattore di sensibilità alla temperatura è il tipo di combinazioni di metalli utilizzati. Una combinazione di nichel-nichel ha un intervallo di temperatura da -50 a 1.410 gradi Celsisus, mentre un renio-renio può misurare da 0 a 2.315 gradi Celsisus. Chromel-alumel, copper-constantan e iron-constantan sono i più comuni.
Tipi
Esistono diversi tipi. Sono classificati in base alla temperatura massima che possono misurare, dove possono operare e alla loro robustezza. I più comuni sono J, K, T ed E. Ad esempio, le termocoppie di tipo J possono essere utilizzate senza copertura denominata guaina, sebbene sia raccomandata una per prolungarne la vita. Le termocoppie di tipo J possono funzionare in ambienti in cui non c'è abbastanza ossigeno libero e possono misurare fino a 760 gradi Celsius.
Utilizza
Le termocoppie sono il tipo più popolare di sensori di temperatura. Sono utilizzati come termometri ospedalieri e nei test diagnostici per i motori dei veicoli. Alcuni apparecchi a gas come caldaie, scaldabagni e forni li usano come caratteristiche di sicurezza; se la luce pilota è spenta, la termocoppia interrompe il funzionamento della valvola del gas. Sono anche usati come aiuto nella pastorizzazione del latte e come termometri alimentari. Nell'industria, sono preziosi come sonde e sensori.
