Osnovno načelo merjenja temperature termočlova
Vodniki ali polprevodniki A in B dveh različnih materialov so varjeni skupaj, da tvorijo zaprto zanko. Ko obstaja temperaturna razlika med dvema pritrdilnima točkama 1 in 2 vodnikov A in B, se med njima ustvari elektromotorna sila in tako nastane zanka A velikosti enega toka, ki se imenuje termoelektrični učinek. Termoelemen uporablja ta učinek za delovanje. Kar je termoelement termopor in termični upor, sta merjenje kontaktne temperature pri merjenju temperature, čeprav je enak učinek merjenje temperature predmeta, vendar njihova načela in značilnosti niso enake. Termoelement se najpogosteje uporablja pri merjenju temperature Širok razpon temperaturnih naprav, njegove glavne značilnosti so širok razpon poljubov, stabilna zmogljivost, enostavna zgradba, dober dinamični odziv in lahko na daljavo oddajajo električne signale 4-20mA, kar omogoča avtomatsko krmiljenje in centralizirano krmiljenje . Načelo termometrije termoelementov temelji na termoelektričnem učinku. Povezava dveh različnih vodnikov ali polprevodnikov v zaprto zanko, ko se temperature na obeh stičiščih razlikujejo, bo v zanki ustvarjen termoelektrični potencial. Ta pojav imenujemo termoelektrični učinek, znan tudi kot Seebeckov učinek. Termoelektrični potencial, ustvarjen v zaprti zanki, je sestavljen iz dveh potencialov: temperaturne razlike in kontaktni potencial. Termoelektrični potencial se nanaša na potencial, ki ga ustvarja temperaturna razlika med obema koncema istega vodnika. Različni prevodniki imajo različne gostote elektronov, zato so potenciali, ki jih ustvarjajo, različni. Kontaktni potencial, kot že ime pove, se nanaša na stik dveh različnih vodnikov. Zaradi različnih gostot elektronov proizvajajo določeno količino difuzije elektronov. Ko dosežejo določeno ravnovesje, je potencial kontaktnega potenciala odvisen od materialnih lastnosti obeh različnih vodnikov in temperature njihovih kontaktnih točk. Trenutno ima mednarodno uveljavljen termoelement standardno specifikacijo. Mednarodni termoelement je razdeljen na osem različnih lestvic, in sicer B, R, S, K, N, E, J in T, ki lahko merijo najnižjo temperaturo. Merjenje od 270 stopinj Celzija do 1800 stopinj Celzija, kjer B, R, S spadajo v platinasto serijo termoelementov, ker je platina plemenita kovina, zato jih imenujejo tudi termoelemenji iz plemenitih kovin, preostali redki pa se imenujejo poceni kovinski termoelektrični I Obstajata dve vrsti termoelementov, običajni in oklepni. Navadni termoelemenji so običajno sestavljeni iz vročih elektrod, izolacijskih cevi, zaščitnih tulcev in stikalnih omaric, oklepni termoelemenji pa so sestavljeni z združitvijo žic termoelementov, izolacijskih materialov in kovinskih zaščitnih tulcev. Raztegne v trdno kombinacijo. Vendar pa električni signal termoelementa za prenos potrebuje posebno žico. Ta žica se imenuje kompenzacijska žica. Različni termočleni zahtevajo različne kompenzacijske žice, katerih glavna funkcija je povezovanje s termočlenom, tako da je referenčni konec termoelementa daleč stran od napajanja, tako da je temperatura referenčnega stika stabilna. Kompenzacijska žica je razdeljena na dve vrsti: vrsto kompenzacije in vrsto razširitve. Kemična sestava podaljška žice je enaka sestavi kompenziranega termoelementa. Vendar v praksi žica za podaljšanje ni izdelana iz istega materiala kot termoelement in se običajno uporablja in termoelektrična. Namesto žic z enako gostoto elektronov. Povezava kompenzacijske žice s termoelementom je na splošno jasna. Pozitivni terminal termoelementa je povezan z rdečo črto kompenzacijske žice, negativna elektroda pa s preostalo barvo. Večina materialov za kompenzacijske žice je izdelana iz bakro-nikljeve zlitine.
Termoelement tipa R: 13-platinasti termoelement iz platine
Specifikacije termočlenov tipa R: za termoelemenje iz plemenitih kovin. Premer žarilne nitke je določen na 0,5 mm, dopustno odstopanje -0,015 mm, nazivna kemična sestava pozitivne elektrode (RP) pa je platina-rodijeva zlitina, ki vsebuje 13% bizmuta, 87% platine in čisto platina (RN). Najvišja delovna temperatura je 1300 ° C, kratkoročna najvišja delovna temperatura pa 1600 ° C.
Prednosti termoelementa tipa R: Ima najvišjo natančnost, najboljšo stabilnost, širok temperaturni razpon in dolgo življenjsko dobo. Ima dobre fizikalne in kemijske lastnosti, dobro termoelektrično potencialno stabilnost in visoko oksidacijsko odpornost pri visokih temperaturah ter je primeren za oksidacijo in inertno atmosfero. Ker je obsežna zmogljivost termoelementa tipa R enakovredna termoelementu tipa S, je bilo na Kitajskem težko promovirati. Poleg uporabe merjenja temperature na uvoženi opremi se redko uporablja tudi domače merjenje temperature. Med letoma 1967 in 1971 je skupna študija med UK NPL, ameriško NBS in kanadskimi raziskovalnimi inštituti NRC pokazala, da sta stabilnost in obnovljivost termočlanov tipa R boljša od tistih v termoelementih tipa S. Raziskave na tem področju še niso izvedene.
Termoelement tipa R je pomanjkljiv: gre za termoelektrični potencial, stopnja termoelektričnega potenciala je majhna, občutljivost je nizka, mehanska trdnost je znižana pri visoki temperaturi, je zelo občutljiva na onesnaženje, material iz plemenitih kovin pa drag, zato enkratna naložba je velika. Zelo malo je proizvajalcev, ki jih lahko ponovno uporabijo.