Nhiệt kế nhiệt điện đo nhiệt độ bằng điện áp như thế nào?

Khám phá khoa học · Liên hệ Vật lý 12 · Nội dung bổ trợ, không phải đề thi chính thức

Cặp nhiệt điện dùng hai vật dẫn khác nhau để tạo một tín hiệu điện áp liên quan đến chênh nhiệt độ. Bộ đọc chuyển tín hiệu đó thành nhiệt độ nhờ đặc tính đã được hiệu chuẩn và một mốc tham chiếu thích hợp.

Khi một vật dẫn nằm dọc vùng có nhiệt độ thay đổi, có thể xuất hiện hiệu ứng nhiệt điện. Hai vật liệu khác nhau không đáp ứng giống hệt nhau. Bố trí chúng thành cặp giúp lấy tín hiệu chênh để đo, thay vì chỉ chờ một cột chất lỏng dâng lên.

NIST nhấn mạnh rằng cặp nhiệt điện nhạy với chênh lệch giữa hai nhiệt độ. Vì vậy một phía phải có nhiệt độ đã biết hoặc phải được đo và bù đúng. Một điện áp riêng chưa đủ để tự gán một nhiệt độ tuyệt đối mà bỏ thông tin tham chiếu.

Khác nhiệt kế điện trở

Trong cảm biến điện trở, ta theo dõi điện trở thay đổi theo nhiệt độ. Với cặp nhiệt điện, đại lượng trực tiếp dùng ở đây là tín hiệu điện áp của hệ hai vật dẫn. Cả hai đều liên hệ nhiệt với điện, nhưng đường biến đổi tín hiệu không giống nhau.

Cũng không nên lấy một hệ số điện áp duy nhất rồi cho là đúng với mọi vật liệu và mọi khoảng nhiệt độ. Loại cặp, tính chất vật liệu và bảng hiệu chuẩn quyết định cách chuyển tín hiệu thành kết quả.

Liên hệ Toán: Một số đọc cần đi cùng quan hệ quy đổi và mốc. Đây giống việc không biết gốc tọa độ thì chưa diễn giải được mọi giá trị vị trí.

Tự kiểm: Nếu nhiệt độ phía tham chiếu đổi mà bộ đọc không biết, cùng vật cần đo có thể cho tín hiệu khác không? Có. Việc kiểm soát hoặc bù mốc là một phần của phép đo, không phải bước trang trí.

Học tiếp trên UocMoLon: Nhiệt độ. Thang nhiệt độ – nhiệt kế.

Nguồn đối chiếu: NIST — Mercury Thermometer Alternatives: Thermocouple.