Thermocouple
เทอร์โมคัปเปิ้ล (Thermocouple) มีหลาย Type ให้เลือก แล้วแต่ย่านอุณหภูมิและลักษณะการใช้งาน โดยความแตกต่างของแต่ละ Type นี้เกิดจากการเลือกใช้คู่ของวัสดุ (Element) ของโลหะ ที่จะนำมาเชื่อมเข้าด้วยกันให้แตกต่างกัน เพราะโลหะแต่ละชนิดย่อมมีคุณสมบัติพิเศษเฉพาะตัวของมันอยู่แล้ว เมื่อนำโลหะต่างชนิดกันมาจับคู่เชื่อมเข้าด้วยกัน จะทำให้คุณสมบัติของเทอร์โมคัปเปิ้ลที่แตกต่างกันไป

หลักการของเทอร์โมคัปเปิ้ล (Thermocouple)

ในปี ค.ศ.1821 โธมัส  ซีเบ็ค (Thomas Seebeck) นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันได้ทำการทดลองและค้นพบว่าเมื่อทำการเชื่อมปลายโลหะ 2 เส้นที่เป็นโลหะต่างชนิดเข้าด้วยกัน ถ้าอุณหภูมิที่ปลายทั้ง 2 ด้านไม่เท่ากันจะเกิดกระแสไหลในโลหะทั้ง 2 เส้น นั่นแสดงว่า ถ้าเปิดปลายจุดต่อด้านหนึ่งออกแล้วนำ Voltmeter ไปวัด จะได้แรงเคลื่อนไฟฟ้าระหว่างโลหะ 2 เส้นค่าหนึ่ง (ค่านี้มีปริมาณน้อย หน่วยเป็น mV) เรียกแรงเคลื่อนไฟฟ้านี้ว่า Seebeck Voltage

 ปริมาณของแรงเคลื่อนไฟฟ้าจะแปรผันโดยตรงกับผลต่างอุณหภูมิของปลายจุดต่อทั้งสองโดยมีความสัมพันธ์ดังนี้

e_AB           =         aDT

e_AB           :          Seebeck Voltage

a            :            ค่าสัมประสิทธิ์ของ Seebeck มีหน่วยเป็น Volt/K

DT         :             ผลต่างอุณหภูมิของปลายจุดต่อทั้งสอง

RTD (Resistance Temperature Detectors)

หลักการของ RTD

                จากการทดลองของนักวิทยาศาสตร์พบว่าค่าความต้านทานของลวดโลหะจะเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิดังสมการ

                dRt / dT                   =              a Ro
                     Rt                   =              Ro (1 + aT)
 หรือ      
                Rt      =      ค่าความต้านทานของลวดโลหะที่อุณหภูมิ t  °C
            Ro     =      ค่าความต้านทานของลวดโลหะที่อุณหภูมิ 0 °C
            a       =      สัมประสิทธิ์ของการเปลี่ยนแปลงค่าความต้านทานไฟฟ้าต่ออุณหภูมิ 1 °C 

RTD แบบที่ใช้กันมากที่สุด คือ Platinum100 โอห์ม (Pt100) คือ ที่ 0 °C จะมีค่า 100 โอห์ม และจะเปลี่ยนค่าความต้านทานโดยเฉลี่ย 0.385 โอห์มต่อ 1 °C  มีย่านอุณหภูมิใช้งานในช่วง -250 ถึง 600 °C ในการใช้งานปกติจะมีแหล่งจ่ายกระแสคงที่ให้ RTD อยู่สมมติเป็น 1 mA นั่นคือ เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไป 1 °C จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดัน 0.385 mv  ซึ่งมากกว่าเทอร์โมคัปเปิ้ล Type K ถึง 10 เท่า ทำให้มีผลกระทบจากสัญญาณรบกวนน้อยกว่าเทอร์โมคัปเปิ้ลที่สภาวะเดียวกัน

เนื่องจากตัว RTD  เป็นเพียงค่าความต้านทาน จึงต้องมีวงจรจ่ายกระแสให้ เพื่อให้เกิดเป็นแรงดันที่เปลี่ยนไป แล้วจึงนำแรงดันนี้ไปใช้งาน แต่กระแสจำนวนนี้ก็สร้างความร้อนขึ้นในตัว RTD ด้วย ทำให้ค่าความต้านทานสูงขึ้น จึงจำเป็นที่จะต้องจำกัดไม่ให้กระแสเลี้ยง RTD นี้มีค่าสูงเกินไป