Di Kim Lewis Aggiornato il 24 marzo 2022
Le termocoppie sono sensori di temperatura costituiti da due leghe metalliche. Quando i due metalli vengono uniti per formare una giunzione, viene generata una tensione quando ci sono differenze di temperatura tra loro. Questo è noto come effetto Seebeck.
Il medico tedesco diventato fisico Thomas Johann Seebeck scoprì l'effetto Seebeck. Prese due metalli diversi, uno dei quali a temperatura più alta dell'altro, e realizzò un circuito in serie unendoli insieme in una giunzione. Ha scoperto che era in grado di generare una tensione. Maggiore è la differenza di temperatura tra loro, maggiore è la tensione generata e ha scoperto che i risultati erano indipendenti dalla forma del metallo.
Le termocoppie sono preziose nel campo della scienza e dell'ingegneria, grazie a caratteristiche quali il tempo di reazione rapido e le dimensioni ridotte. Hanno la capacità di misurare con precisione temperature estreme, con intervalli compresi tra 270 e 2.500 gradi Celsius ed errori compresi tra 0,5 e 2 gradi Celsius.
Lo svantaggio delle termocoppie è che i segnali prodotti potrebbero non essere lineari e quindi devono essere calibrati attentamente.
Due leghe metalliche vengono unite per formare una giunzione. Una porzione della giunzione è posta su una sorgente di cui si vuole misurare la temperatura, mentre l'altra estremità è mantenuta ad un riferimento costante tramite una sorgente di temperatura. La fonte della temperatura è solitamente un sensore di temperatura a stato solido, anche se quelli più vecchi utilizzano un bagno di acqua ghiacciata.
Un fattore nella sensibilità alla temperatura è il tipo di combinazioni di metalli utilizzate. Una combinazione nichel-nichel ha un intervallo di temperatura compreso tra -50 e 1.410 gradi Celsius, mentre un renio-renio può misurare da 0 a 2.315 gradi Celsius. Chromel-alumel, rame-costantana e ferro-costantana sono i più comuni.
Ne esistono diversi tipi. Sono classificati in base alla temperatura massima che possono misurare, al luogo in cui possono operare e alla loro robustezza. Le più comuni sono J, K, T ed E. Ad esempio, le termocoppie di tipo J possono essere utilizzate senza un rivestimento chiamato guaina, anche se è consigliabile averne una per prolungarne la durata. 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.
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 utilizzano come dispositivi di sicurezza; se la fiamma pilota è spenta, la termocoppia interrompe il funzionamento della valvola gas. Sono utilizzati anche come ausilio nella pastorizzazione del latte e come termometri alimentari. Nell'industria sono preziosi come sonde e sensori.
