Thermocouple

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     Thermocouple은 두 종류의 금속을 연결하여 만든 것으로 두 지점의 온도차이를 기전력으로 변환하여 온도를 측정 할 수 있는 센서로, 금속 종류에 따라 다양한 종류가 있다. 금속 종류와 측정 온도 범위에 따라 J, K, T, E, N, R, S, B 등으로 다양한 thermocouple이 존재하며 사용 온도에 따라 적당한 thermocouple을 선택하여 사용 할 수 있다.



     Thermocouple을 사용한 온도 측정 방법은 다음과 같다.

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종류가 다른 금속 M1, 과 M2를 온도 T1과 Tcj 와의 차이에 의해 기전력이 발생한다.



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종류가 다른 금속 M1, 과 M2를 온도 T1과 Tcj 와의 차이에 의해 기전력이 발생한다. Tcj에 해당하는 U2 U3의 온도차이에 의하여 기전력이 영향을 받는다.



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U2 U3의 온도차이를 제거하고 항상 일정한 온도를 유지하게하기 위하여 얼음물에 담가 온도를 0 도로 일정하게 하여 T1(hot end)의 온도를 측정한다.



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얼음물을 사용하는 것은 불편하기 떄문에 온도를 알고있는 고정체를 사용하여 Cold Junction에 대한 값을 일정하게 해준다.



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온도가 일정한 고정체를 사용하기 힘들디 떄문에 고정체의 온도를 측정하여 COld junction에 대한 보정을 하여 T1의 온도를 출력한다
ref) https://blog.beamex.com/thermocouple-cold-junction-compensation



     국제적으로 여러 종류의 Thermocouple을 표현하기 위하여 색코드를 사용한다. 각각의 Thermocouple에 고유의 색상을 부여하여 Thermocouple을 구분한다. Thermocouple 커넥터와 선의 피복 등에 사용한다.

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ref) http://www.newportus.com/pdfspecs/tc_colorcodes.pdf
thermocouple의 온도에 따른 기전력 (dV/dT)
ref) https://www.engineeringtoolbox.com/thermocouples-d_496.html


Thermocouple 종류에 따른 특성
ANSI Code Positve
(+)		 Negative
(-)		 Meas. Range
(°C)		 EMF
(mV)		 International
Color Code
J Iron
(Fe)		 Constantan
COPPER-NICKEL
(Cu-Ni)		 -210 ~ 1200 –8.095 ~ 69.553 White
K NICKELCHROMIUM
(Ni-Cr)		 NICKEL-ALUMINUM
(Ni-AI)		 –270 ~ 1372°C –6.458 ~ 54.886 Yellow
T COPPER
(Cu)		 CONSTANTAN
COPPER-NICKE
(Cu-Ni)		 –270 ~ 400°C –6.258 ~ 20.872 Blue
E NICKELCHROMIUM
(Ni-Cr)		 CONSTANTAN
COPPER-NICKE
(Cu-Ni)		 –270 ~ 1000°C –9.835 ~ 76.373 Violet
N NICROSIL
(Ni-Cr-Si)		 NISIL
(Ni-Si-Mg)		 –270 to 1300°C –4.345 ~ 47.513 Orange
R PLATINUM-13% RHODIUM
(Pt-13% Rh)		 PLATINUM
(Pt)		 –50 ~ 1768°C –0.226 ~ 21.101 Black
S PLATINUM-10% RHODIUM
(Pt-10% Rh)		 PLATINUM
(Pt)		 –50 ~ 1768°C –0.236 ~ 18.693 Black
B PLATINUM-30% RHODIUM
(Pt-30% Rh)		 PLATINUM-6% RHODIUM
(Pt-6% Rh)		 0 ~ 1820°C 0 ~ 13.820 Gray
ref) https://www.omega.com/techref/colorcodes.html


참고:

     1. What is a thermocouple?
     2. How does a thermocouple work?
     3. How Thermocouples (TCs) Work
     4. Thermocouple International Color Code
     5. Thermocouple Interfacing