Technické informace

V roce 1821 objevil Thomas Johann Seebeck termoelektrický jev: spojíme-li dva dráty z různých materiálů, tak můžeme na jejich volných koncích měřit napětí, a to za předpokladu, že se teplota na spojovacím místě liší od teploty na volných koncích drátů.

Měří se vždy diference mezi teplotou v místě spojení drátů a teplotou na svorkách (koncovkách) měřicího přístroje.

Podle nejnovějších poznatků se tento jev zakládá na specifických vlastnostech elektricky vodivých materiálů. Pokud se změní teplota vodiče (nárůst nebo pokles teploty), tak uvnitř vodiče dojde k posunu elektronové hustoty (difuze). Matematicky se tato změna označuje jako teplotní gradient. Na teplém konci dojde z důvodu zvyšující se kinetické energie k úbytku elektronů, na studeném konci k přírůstku elektronů. Každá část vodiče se tak stává zdrojem napětí.

Každá část drátu dl nese v závislosti na svém teplotním gradientu dl/dd a materiálovém koeficientu s dílčí napětí. Celkové napětí drátu se rovná součtu dílčích napětí, která se tvoří od jednoho konce drátu (1 – teplé místo) ke druhému (2 – studené místo).

Uspořádání dvou spojených drátů, které lze různým způsobem např. svařit, spájet nebo skroutit, se nazývá termočlánek nebo také termoelement. Rozdíl v součtu napětí v jednotlivých drátech z různých materiálů udává měřitelné napětí, které je měřítkem teplotní diference mezi místem spojení obou drátů a koncovkami měřicího přístroje. Pokud bychom použili dva dráty ze stejného materiálu, bylo by v každém drátu stejné napětí a nemohli bychom změřit žádné diferenciální napětí.

Spojením dvou termodrátů tedy nedojde ke vzniku termoelektrického napětí, ale pouze se spojí kladné póly obou baterií. Poté se dá změřit napěťový rozdíl těchto baterií. Termoelektrické napětí jako funkce teploty není konec konců nic jiného než teplotní diference mezi oběma bateriemi. Na základě druhu kombinovaných materiálů se stanoví reprodukovatelná závislost termoelektrického napětí na teplotní diferenci mezi vnesenou teplotou a referenčním bodem.

Na základě termoelektrického napětí (mV) uvedeného v tabulce normy DIN EN 60584-1 a při zohlednění teploty referenčního spoje je tedy snadné určit teplotu T1. V praxi se referenční spoj nachází buď v měřicím transformátoru nebo v rozvodu.

Teplota okolí se permanentně zaznamenává. Počítá se podle vzorce

T₁ = mV - (mVT₀)