Pourquoi les courbes température-tension de tous les types de thermocouples passent-elles par l'origine?

Notez que la température dans le graphique est en ° C, pas même en ° K.

0 ° C est la frontière entre les températures de l'eau et de la glace sous une pression de 1 atm. Pourquoi les thermocouples donnent-ils une tension de 0 V à une température de 0 ° C? Y a-t-il une relation entre l'eau et les thermocouples, les thermocouples sont-ils conçus pour se comporter comme ça, ou est-ce juste une coïncidence?

La tension du thermocouple provient de la différence de température entre la jonction de détection et une jonction de référence; la jonction de référence existe toujours et peut être la connexion des fils du thermocouple à votre voltmètre; Notez que le laiton, le cuivre et les matériaux de placage forment tous des jonctions intermédiaires supplémentaires qui s'annulent s'ils sont à une température uniforme. Les tables de thermocouples sont basées sur la jonction de référence étant à 0C (référence de point de glace, une convention), c'est pourquoi les températures de jonction de détection dans ces tables sont toutes de 0V à 0C. Le site Web Omega Engineering contient une excellente documentation de référence sur les thermocouples qui explique tout sur les jonctions de référence et intermédiaires. http://www.omega.com/techref/

Il existe de nombreuses méthodes de compensation de température. L'une consiste à placer la jonction de référence dans de la neige fondante, un point de référence stable et connu. Une autre consiste à produire une tension pour compenser la température de jonction réelle afin que la tension mesurée soit la "température de la table" sans décalage. Une autre méthode consiste à utiliser une température de jonction supérieure à la température ambiante et stabilisée, auquel cas un décalage fixe peut être utilisé pour compenser. Bien que cela puisse sembler compliqué, les thermocouples sont fréquemment utilisés pour des températures extrêmes, et la mesure précise ou la stabilisation d'une jonction de référence peut être effectuée avec des méthodes électroniques à basse température.

La température sur l'axe X est la différence de température entre les deux jonctions de thermocouple. Ce n'est pas la température absolue. Si les deux jonctions sont à 0 ^o C, la tension du thermocouple serait de 0V. Si les deux jonctions sont à 100 ^o C, la tension du thermocouple serait toujours de 0 V.

La tension dans un thermocouple est fonction de la différence entre la température des parties "chaude" et "froide" du thermocouple. S'il n'y a pas de différence de température, il n'y a pas de tension. Voir Wikipedia sur le thermocouple pour plus de détails.

C'est pourquoi, pour avoir des lectures absolues, il faut utiliser la "compensation de soudure froide".

Toutes les réponses précédentes indiquent que la tension d'un thermocouple est fonction de la différence de température entre les jonctions chaude et froide. Il s'agit d'une approximation quelque peu grossière et ce n'est pas entièrement vrai.

Par exemple, si la jonction chaude est à 100 ° C et la jonction froide est à 0 ° C, la tension ne sera pas exactement la même que si la jonction chaude est à 200 ° C et la jonction froide est à 100 ° C. Pour un thermocouple de type K, le premier sera de 4,096 mV et le dernier de 4,042 mV. La différence peut sembler petite (environ une erreur de 1%), mais elle n'est pas négligeable dans de nombreux cas.

Par convention , les tensions de thermocouple sont données avec une température de jonction froide de 0 ° C (car il est facile de créer une température précise constante de 0 ° C / 32 ° F avec un bain de glace). Maintenant, la tension d'un thermocouple avec les deux extrémités à 0 ° C doit être de 0 uV (devrait être évidente de la thermodynamique / conservation de l'énergie), donc les graphiques passeront toujours par 0 (lorsque 0 est sélectionné comme température de jonction froide!) . Les graphiques faits avec ° F passent généralement par 32, parfois 75 ° F.