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온도센서
(THERMOCOUPLE)

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(카운터타이머,
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열전대의 원리

서로 다른 2종의 금속선으로 폐회로를 만들어 그 접합점에 온도를를 가하면 온도차에 대응하는 열기전력이 발생하여 폐회로에 열전류가 흐립니다. 한쪽 접합점을 떼어 미전압계를 연갈하면 기전력을 측정할 수 있고 이 기전력은 온도에 비례하므로 온도를 측정할 수 있습니다.
이러한 금속선을 열전대(소선)라고 하며 열전대의 점속단을 측정 접점(온접점), 도선 또는 계기와의 접속단을 기준접점(냉접점)이라고 말합니다.

열전대의 특징

공업용 열전대는 다른 온도계와 비교하여다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.
1. 응답 속도가 빠르며 오차가 비교적 작다.
2. 적절한 열전대를 선정하기가 용이하며 절대 0 °C에서 2.600°C까지의 온도범위를 측정하기가 가능하다.
3. 특정한 곳이나 좁은 장소의 온도측정도 가능하다.
4. 온도가 열기전력으로 검출되므로 측정, 조절, 증폭, 제어, 변화 등의 정보처리에 용이하다.
5. 다른 온도계에 비하여 가격이 저렴하여 구입이 용이하다.

구조 및 계측방법

일반 열전대는 소선 간의 접속을 방지하기 위하여 절연관을 삽입하여 소선이 피측정물에 닿지 않게 하기 위하여 보호관을 사용합니다. 기준접점은 일정의 기준온도(절대 0 °C)에서 보정하여 사용하며 열기전력은 가동코일형이나 전자식 자동평행형의 계기, 전위차계 등의 측정에 사용됩니다.

사용상의 주의

열전대는 여러 종류가 있으므로 온도를 정확히 측정하기 위하여는 사용장소와 용도를 정확히 알고 선정하는 것이 가장 중요하며 또한 내열, 내식, 내진성 등을 고려하여 보호관 등을 선정하고 취부방법(설치)에 유의할 필요가 있습니다.

열전대의 구성 재료

Ks C1602 - 1982

주 : (+)접합선이란 열기전력을 측정하는 계기의 (+)단자에 전속한 접합선을 말하고 반대측인 것을 (-)접합선이라고 합니다.

열전대 종류

	TYPE(Ptㆍ30%/Ptㆍ6%Rh) THERMOCOUPLE "B" Type Thermocouple은 Rhodium의 함유량이 높으므로 다른 Rt/Rh Thermocouple보다 융점 및 기계적인 강도가 높습니다. 또한 산화성, 중성분위기에서의 연속사용이 가능하고 환원성 분위기에서도 적합하며 다른 Rt/Rh Thermocouple보다 오래 사용할 수 있습니다. Pt의 사용중에 생기는 +, -측에서 Rh확산에 열기전력 특성의 노화를 방지한 목적으로 사용되는 열전대입니다.

	TYPE(Ptㆍ13%/Ptㆍ99.9999%Rh) THERMOCOUPLE "R" Type Thermocouple은 산화성, 불활성 기체에서 최고 1600 °C 정도까지 연속적으로 사용 할 수 있습니다. 환원성 분위기이나 금속 산화성 분위기에서는 약하므로 비금속보호관을 사용하여야 합니다.

	TYPE(Ptㆍ10%/Ptㆍ99.9999%Rh) THERMOCOUPLE "S" Type Thermocouple은 IPTS(International Practical Temperature Scale)에 의하면 Antimony의 응고점(630ㆍ74 °C)에서부터 금의 응고점(1064ㆍ43 °C)까지의 표준온도로 측정할 떄 사용되며 "S" Type Thermocouple의 분위기는 "R" Type Thermocouple과 동일합니다.

	TYPE(Chromel/Alumel) THERMOCOUPLE "K" Type Thermocouple은 현재 공업용으로 가장 널리 사용되는 열전대로서 최고 1200 °C정도까지 내열도를 유지하며 기전력 특성의 직선성이 양호하고 내열, 내식성이 높은 것이 특징입니다. 산화성분위기에서는 안정되나 환원성분 위기에서는 매우 약하며 특히 아황산 Gas에 대하여는 열기전력이 저하되며 부식이 되어 파손되는 단점이 있습니다.

	TYPE(Chromel/Constantan) THERMOCOUPLE "E" Type Thermocouple은 열기전력이 다른 열전대에 비하여 대단히 크며 내열성 및 정도는 "K" Type Thermocouple보다 떨어지나 900 °C이하의 온도사용에는 비교적 안정되어 좁은범위의 온도측정에 사용되며 산화성분위기에서는 안정되나 환원성분위기에서 약한 점은 "K" Type Thermocouple과 동일합니다.

	TYPE(Chromel/Constantan) THERMOCOUPLE "J" Type Thermocouple은 환원성분위기에서는 매우 안정되나 산화성분위기에서는 철의 산화가 심하므로 사용에 적합하지 않습니다.

	TYPE(Chromel/Constantan) THERMOCOUPLE "T" Type Thermocouple은 비교적 저온(-200 ~ -300 °C)에 사용되며 약산화성분위기 또는 환원성분위기에서 적합하며 열기전력이 안정되고 정도가 높아 주로 실험실에서 사용되고 있습니다.