RFrftools.io

열전대 전압 및 온도

K형, J형, T형, E형 열전대의 고온 접점 온도와 냉접점 보상으로부터 열전대 EMF 전압을 계산합니다.

Loading calculator...

공식

E = S × (T_hot − T_cold)

참고: NIST Monograph 175

S — Seebeck coefficient (K: 41 μV/°C) (μV/°C)
T — Temperature (°C)

작동 방식

열전대는 Seebeck 효과를 통해 고온 접합부와 저온 (기준) 접합 사이의 온도 차이에 비례하여 열전 EMF (기전력) 를 생성합니다.출력 전압은 E = S × (T_hot − T_cold) 이며, 여기서 S는 제벡 계수 (μV/°C) 입니다. 각 열전대 유형에는 고유한 제벡 계수가 있습니다. 타입 K (크로멜-알루멜) ≈ 41 μV/°C, 타입 J (철-콘스탄탄) ≈ 51 μV/°C, 타입 T (구리-콘스탄탄) ≈ 43 μV V/°C 및 타입 E (크로멜-콘스탄탄) ≈ 68μV/°C. 실제로 저온 접합부는 0°C가 아니라 측정 기기 단자 온도에 있습니다.냉접점 보상 (CJC) 은 냉접점 전압 보정을 더하거나 빼서 정확한 측정값을 산출합니다.NIST 다항식 표는 전체 열전대 범위에서 더 정확한 (비선형) 변환을 제공합니다. 여기에 사용된 선형 Seebeck 근사는 적당한 온도 범위에서 ±1-3% 까지 정확합니다.

계산 예제

문제: K형 열전대의 고온 접합부는 350°C이고 저온 접합부는 23°C입니다. 측정된 전압은 얼마이고 저온 접합 보정은 어떻게 됩니까?
해결 방법:
1.K형 시벡 계수 S = 41μV/°C
2.ΔT = T_hot − T_Cold = 350 − 23 = 327°C
3.측정된 EMF: E = 41 × 327 = 13,407 μV ≈ 13.4 mV
4.콜드 접합 보정: e_CJC = 41 × 23 = 943 μV ≈ 0.94 mV
5.실제 핫 접합 전압 (참조 0°C): 13.4 + 0.94 = 14.35mV
결과: 써모커플 출력은 13.4mV입니다. CJC 보정을 통해 0°C 기준 값에 0.94mV가 추가됩니다.

실용적인 팁

  • ✓연결 시 Sebeck 접합부가 추가로 유입되지 않도록 열전대와 동일한 유형의 연장 와이어 (K형 열전대를 사용하는 K형 연장선) 를 사용하십시오.
  • ✓냉접점 보상 기능이 내장된 INA118 또는 AD8495 계측 증폭기는 써모커플 신호 컨디셔닝을 크게 간소화합니다.
  • ✓1000°C 이상의 온도에서는 알루미늄이 우선적으로 산화되기 때문에 타입 K 정확도가 떨어집니다. 타입 R 또는 S (백금 기반) 는 고온에서 더 나은 정확도를 제공합니다.

흔한 실수

  • ✗냉접점 보정 무시 — 터미널 스트립이 0°C가 아닌 30°C인 경우 K 타입 측정에서의 오류는 30°C 온도 오차와 동일한 30 × 41 = 1230μV입니다.
  • ✗룩업 테이블에 잘못된 써모커플 유형 사용 — K 타입과 J 타입 케이블은 비슷해 보입니다. K 와이어에 J 캘리브레이션을 사용하면 고온에서 최대 50°C의 오차가 발생합니다.
  • ✗써모커플 연장 와이어를 고전류 도체 근처에 라우팅하기 — 밀리볼트 신호는 유도 커플링에 의해 쉽게 손상되므로 항상 꼬인 차폐 써모커플 연장 와이어를 사용하십시오.

자주 묻는 질문

써모커플은 절대 온도가 아니라 고온 접합부와 저온 접합부 사이의 온도 차이를 측정합니다.계측 단자의 저온 접합부가 기준 온도 (보통 0°C) 에 있지 않으면 판독값에 오프셋 오류가 포함됩니다.CJC는 단자 온도를 측정하고 해당 전압 기여도를 빼서 실제 고온 접합 온도를 복구합니다.
타입 K는 우수한 감도 (41μV/°C) 와 합리적인 비용으로 -200°C ~ +1372°C를 커버하는 가장 널리 사용되는 열전쌍입니다.T 타입은 습한 환경에서 정확도와 내 산화성이 우수하기 때문에 저온 (-200°C ~ +350°C) 에 적합합니다.
선형 근사는 기준점을 중심으로 ±100°C 범위에서 ±2-3% 까지 정확합니다.정밀 측정이나 넓은 온도 범위의 경우 ±0.02°C까지 비선형성을 모델링하는 NIST 다항식 표 (NIST 모노그래프 175) 를 사용하십시오.

Related Calculators

Sensor

PT100 Resistance

Calculate PT100 or PT1000 RTD resistance at any temperature using the ITS-90 Callendar-Van Dusen equation.

Sensor

RTD Temperature

Calculate temperature from PT100 or PT1000 RTD (Resistance Temperature Detector) measured resistance using the linear Callendar-Van Dusen approximation.

Sensor

NTC Thermistor

Calculate temperature from NTC thermistor resistance using the Steinhart-Hart beta equation. Useful for PT100/PT1000 and generic NTC thermistors.

Sensor

Wheatstone Bridge

Calculate Wheatstone bridge output voltage, balance condition, and sensitivity. Used for strain gauges, RTDs, and precision resistance measurements.

Sensor

Hall Effect Sensor

Calculate Hall voltage, Hall coefficient, and sensitivity for Hall effect sensors. Useful for magnetic field measurement, current sensing, and position detection.

Sensor

Strain Gauge Bridge

Calculate Wheatstone bridge output voltage for strain gauges. Supports quarter, half, and full bridge configurations for structural monitoring and load cell design.