Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός θερμίστορ και ενός θερμοστοιχείου;

Οι θερμοστοιχείες και οι θερμικές αντιστάσεις ανήκουν και οι δύο στη μέτρηση της θερμοκρασίας επαφής στη μέτρηση της θερμοκρασίας. Αν και έχουν την ίδια λειτουργία της μέτρησης της θερμοκρασίας των αντικειμένων, οι αρχές και τα χαρακτηριστικά τους δεν είναι τα ίδια.

Τα θερμοστοιχεία είναι ευρέως χρησιμοποιούμενες συσκευές θερμοκρασίας στη μέτρηση της θερμοκρασίας, που χαρακτηρίζονται από ευρεία περιοχή μέτρησης, σταθερή απόδοση, απλή δομή, καλή δυναμική απόκριση και δυνατότητα μετάδοσης 4-20 MA ηλεκτρικά σήματα εξ αποστάσεως, καθιστώντας εύκολο για αυτόματο και συγκεντρωτικό έλεγχο. Η αρχή μέτρησης της θερμοκρασίας των θερμοστοιχείων βασίζεται στο θερμοηλεκτρικό αποτέλεσμα. Σύνδεση δύο διαφορετικών αγωγών ή ημιαγωγών σε ένα κλειστό κύκλωμα, όταν οι θερμοκρασίες στις δύο διασταυρώσεις είναι διαφορετικές, ένα θερμοηλεκτρικό δυναμικό θα δημιουργηθεί στο κύκλωμα. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται θερμοηλεκτρικό αποτέλεσμα, επίσης γνωστό ως αποτέλεσμα Seebeck. Το θερμοηλεκτρικό δυναμικό που παράγεται σε ένα κλειστό κύκλωμα αποτελείται από δύο τύπους δυναμικών: θερμοηλεκτρικό δυναμικό και δυναμικό επαφής.
Το θερμοηλεκτρικό δυναμικό αναφέρεται στο ηλεκτρικό δυναμικό που παράγεται στα δύο άκρα του ίδιου αγωγού λόγω διαφορετικών θερμοκρασιών. Οι διαφορετικοί αγωγοί έχουν διαφορετικές πυκνότητες ηλεκτρονίων, έτσι ώστε τα ηλεκτρικά τους δυναμικά είναι επίσης διαφορετικά. Το δυναμικό επαφής, όπως υποδηλώνει το όνομα, αναφέρεται στο ηλεκτρικό δυναμικό που σχηματίζεται όταν έρχονται σε επαφή δύο διαφορετικοί αγωγοί, λόγω των διαφορετικών πυκνοτήτων ηλεκτρονίων τους, με αποτέλεσμα μια ορισμένη ποσότητα διάχυσης ηλεκτρονίων. Όταν φτάσουν σε μια ορισμένη ισορροπία, το μέγεθος του δυναμικού επαφής εξαρτάται από τις ιδιότητες του υλικού των δύο διαφορετικών αγωγών και τη θερμοκρασία στο σημείο επαφής τους. Επί του παρόντος, υπάρχει μια τυπική προδιαγραφή για τα θερμοστοιχεία που χρησιμοποιούνται διεθνώς, γεγονός που ορίζει ότι τα θερμοστοιχεία χωρίζονται σε οκτώ διαφορετικές διαιρέσεις, δηλαδή B, R, S, K, N, E, J και T. Η μέτρηση της θερμοκρασίας τους μπορεί να φθάσει μείον 270 βαθμούς Κελσίου και μέχρι 1800 βαθμούς του Κελσίου. Μεταξύ αυτών, τα β, R και S ανήκουν στα θερμοστοιχεία σειράς Platinum. Δεδομένου ότι η πλατίνα είναι ένα πολύτιμο μέταλλο, ονομάζονται επίσης πολύτιμα μέταλλα θερμοστοιχεία, ενώ τα υπόλοιπα ονομάζονται φθηνά μεταλλικά θερμοστοιχεία.
Υπάρχουν δύο τύποι δομών θερμοστοιχείων, συνηθισμένου τύπου και θωρακισμένου τύπου. Τα συνηθισμένα θερμοστοιχεία αποτελούνται γενικά από ζεστά ηλεκτρόδια, μονωτικούς σωλήνες, προστατευτικά μανίκια και κουτιά διασταύρωσης, ενώ τα θωρακισμένα θερμοστοιχεία είναι ένας στερεός συνδυασμός καλωδίων θερμοστοιχείων, μονωτικών υλικών και μεταλλικών προστατευτικών μανικιών συναρμολογημένα και τεντωμένα.
Το ηλεκτρικό σήμα ενός θερμοστοιχείου απαιτεί ένα ειδικό σύρμα για κιβώτιο ταχυτήτων, το οποίο ονομάζουμε αντισταθμιστικό σύρμα. Διαφορετικά θερμοστοιχεία απαιτούν διαφορετικά καλώδια αντιστάθμισης, τα οποία χρησιμοποιούνται κυρίως για να συνδεθούν με το θερμοστοιχείο και να διατηρούν το άκρο αναφοράς του θερμοστοιχείου μακριά από την τροφοδοσία, σταθεροποιώντας έτσι τη θερμοκρασία του άκρου αναφοράς. Τα καλώδια αντιστάθμισης χωρίζονται σε δύο τύπους: τύπος αντιστάθμισης και τύπος επέκτασης. Η χημική σύνθεση του καλωδίου επέκτασης είναι η ίδια με αυτή του αντισταθμισμένου θερμοστοιχείου. Ωστόσο, στην πράξη, το καλώδιο επέκτασης δεν είναι κατασκευασμένο από το ίδιο υλικό με το θερμοστοιχείο και γενικά αντικαθίσταται με σύρμα με την ίδια πυκνότητα ηλεκτρονίων με το θερμοστοιχείο. Η σύνδεση μεταξύ του καλωδίου αντιστάθμισης και του θερμοστοιχείου είναι γενικά καθαρή, με τον θετικό πόλο του θερμοστοιχείου που συνδέεται με το κόκκινο σύρμα του καλωδίου αντιστάθμισης και τον αρνητικό πόλο που συνδέεται με το υπόλοιπο χρώμα. Το υλικό των περισσότερων καλωδίων αντιστάθμισης είναι κράμα νικελίου χαλκού.
Παρόλο που οι θερμικές αντιστάσεις χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία, η εφαρμογή τους είναι περιορισμένη λόγω του εύρους μέτρησης της θερμοκρασίας τους. Η αρχή μέτρησης της θερμοκρασίας των θερμικών αντιστάσεων βασίζεται στο χαρακτηριστικό ότι η τιμή αντίστασης των αγωγών ή των ημιαγωγών αλλάζει με τη θερμοκρασία. Έχει επίσης πολλά πλεονεκτήματα, όπως η απομακρυσμένη μετάδοση ηλεκτρικών σημάτων, η υψηλή ευαισθησία, η ισχυρή σταθερότητα, η καλή εναλλαγή και η ακρίβεια. Ωστόσο, απαιτεί διέγερση ισχύος και δεν μπορεί να μετρήσει στιγμιαία τις μεταβολές της θερμοκρασίας.
Οι βιομηχανικοί θερμοστάτες χρησιμοποιούν γενικά PT100, PT10, CU50, CU100, η ​​περιοχή μέτρησης θερμοκρασίας των θερμομέτρων ανθεκτικότητας στην πλατίνα είναι γενικά -200-800 βαθμοί Celsius, ενώ οι θερμόμετρα αντίστασης χαλκού είναι -40 έως 140 βαθμοί Celsius. Τα θερμίστονα και τα θερμοστοιχεία έχουν τον ίδιο τύπο διαφοροποίησης, αλλά δεν απαιτούν αντισταθμιστικά καλώδια και είναι φθηνότερα από τα θερμοστοιχεία.