Kako izbrati termoelemente in toplotne upore

Najprej naj predstavim termoelemen. Termoelement je najpogosteje uporabljena temperaturna naprava pri merjenju temperature. Njegove glavne značilnosti so široko merilno območje, razmeroma stabilna zmogljivost, preprosta struktura, dober dinamični odziv in sposobnost pretvorbe temperaturnega modela v univerzalni oddaljeni prenos 4-20 MA električni signal s temperaturnim oddajnikom, ki je primeren za samodejni nadzor in centralizirano kontrolo.
Načelo merjenja temperature termoelementa temelji na termoelektričnem učinku. Ko sta dva različna vodnika ali polprevodnika povezana v zaprto zanko, ko je temperatura na obeh stikih različna, bo v zanki nastal termoelektrični potencial. Ta pojav se imenuje termoelektrični učinek, znan tudi kot Seebeck Effect.
Termoelektrični potencial, pridobljen v zaprti zanki, je sestavljen iz dveh potencialov: termoelektrični potencial in kontaktni potencial. Termoelektrični potencial se nanaša na potencial, ki ga ustvarjata dva konca istega prevodnika zaradi različnih temperatur. Različni vodniki imajo različne gostote elektronov, zato je tudi potencial, ki ga ustvarjajo, različen. Kot že ime pove, se kontaktni potencial nanaša na potencial, ki je nastal, ko sta dva različna vodnika v stiku zaradi različnih gostot elektronov. Ko dosežejo določeno ravnovesje, nastane določena količina difuzije elektronov. Velikost kontaktnega potenciala je odvisna od lastnosti materiala dveh različnih vodnikov in temperature njihovih kontaktnih točk.
Trenutno imajo termoelementi, ki se uporabljajo mednarodno, standardno specifikacijo. Mednarodni predpisi določajo, da so termoelemente razdeljene na 11 različnih oddelkov, in sicer J, K, T, E, R, S, S, G, C in D. Najnižjo temperaturo je mogoče izmeriti na minus 270 stopinj Celzija, najvišji pa lahko dosežejo 1800 stopinj Celsiusa. Med njimi R, S, B, G, C in D spadajo v plemenite kovine, zato jih imenujemo tudi termoelemenci plemenitih kovin, preostale pa se imenujejo poceni kovinski termoelemen.
Obstajata dve skupni strukturi termoelementov, montažni tip in oklepni tip. Termoelementi tipa sestavljanja so običajno sestavljeni iz termoelementov, izolacijskih cevi, zaščitnih rokavov in stičišč, medtem ko so oklepni termoelementi trdna kombinacija žic termoelementov, izolacijskih materialov in kovinskih zaščitnih rokavov, sestavljenih in raztegnjenih.
Vendar pa električni signal termoelementov potrebuje posebno žico za prenos, ki ji rečemo žica za kompenzacijo termoelementov. Različni termoelementi zahtevajo različne kompenzacijske žice, katerih glavna funkcija je, da se povežete s termoelementom in ohranite referenčni konec termoelementa (splošno znan kot hladen konec na Kitajskem) stran od območja merjenja temperature, tako da je temperatura referenčnega konca stabilna. Kompenzacijske žice so razdeljene na vrsto kompenzacije in vrsto razširitve. Kemična sestava podaljšane žice je enaka kot pri kompenziranem termoelementu, vendar v praksi podaljševalna žica ni nujno narejena iz iste kovine kot termoelemen. Na splošno jo nadomesti žica z istim termoelektričnim potencialom kot termoelemen.
Povezava med kompenzacijsko žico in termoelementom je preprosta in jasna in jo je mogoče povezati s profesionalnim priključkom za termoelemen. Večina splošnih kompenzacijskih žic je narejena iz bakrene zlitine.

Nato predstavimo toplotne upore. Čeprav se toplotni upori pogosto uporabljajo v industriji, je njihova uporaba zaradi njihovega merjenja temperature omejena na določeno mero. Načelo merjenja temperature toplotnih uporov temelji na značilnosti, da se vrednost odpornosti prevodnika ali polprevodnika spreminja s temperaturo.

Ima veliko prednosti in lahko na daljavo prenaša tudi električne signale, z visoko občutljivostjo, močno stabilnostjo, dobro zamenljivostjo in natančnostjo, vendar zahteva vzbujanje moči in ne more takoj izmeriti temperaturnih sprememb.
Industrijski toplotni upori običajno uporabljajo PT100, PT10, CU50, CU100, na voljo pa sta tudi PT1000 in PT200.

Obseg temperature merjenja toplotnih uporov platine je na splošno minus 200 do 800 stopinj Celzija, bakreni upori pa na splošno minus 40 do 140 stopinj Celzija. Na splošno je cena enote končnih toplotnih uporov dražja kot pri termoelementih, njihova dolgoročna stabilnost pa ni tako dobra kot cena termoelementov.