เทอร์โมคัปเปิลเป็นองค์ประกอบตรวจจับอุณหภูมิที่ใช้กันทั่วไปในเครื่องมือวัดอุณหภูมิ โดยจะวัดอุณหภูมิโดยตรงและแปลงสัญญาณอุณหภูมิเป็นสัญญาณศักย์เทอร์โมอิเล็กทริก ซึ่งจากนั้นจะถูกแปลงเป็นอุณหภูมิของตัวกลางที่วัดได้โดยเครื่องมือไฟฟ้า (เครื่องมือรอง) ลักษณะภายนอกของเทอร์โมคัปเปิลต่างๆ มักจะแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับการใช้งาน แต่โครงสร้างพื้นฐานโดยทั่วไปจะเหมือนกัน โดยทั่วไปจะประกอบด้วยชิ้นส่วนหลัก เช่น อิเล็กโทรดเทอร์โมอิเล็กทริก ปลอกฉนวน ท่อป้องกัน และกล่องรวมสัญญาณ โดยปกติแล้วจะใช้ร่วมกับอุปกรณ์แสดงผล อุปกรณ์บันทึกเสียง และตัวควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ เป็นองค์ประกอบตรวจจับอุณหภูมิที่ใช้กันทั่วไปในเครื่องมือวัดอุณหภูมิ โดยจะวัดอุณหภูมิโดยตรงและแปลงสัญญาณอุณหภูมิเป็นสัญญาณศักย์เทอร์โมอิเล็กทริก ซึ่งจากนั้นจะถูกแปลงเป็นอุณหภูมิของตัวกลางที่วัดได้โดยเครื่องมือไฟฟ้า (เครื่องมือรอง) ลักษณะภายนอกของเทอร์โมคัปเปิลต่างๆ มักจะแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับการใช้งาน แต่โครงสร้างพื้นฐานโดยทั่วไปจะเหมือนกัน โดยทั่วไปจะประกอบด้วยชิ้นส่วนหลัก เช่น อิเล็กโทรดเทอร์โมอิเล็กทริก ปลอกฉนวน ท่อป้องกัน และกล่องรวมสัญญาณ โดยปกติแล้วจะใช้ร่วมกับอุปกรณ์แสดงผล อุปกรณ์บันทึกเสียง และตัวควบคุมอิเล็กทรอนิกส์
ในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรม อุณหภูมิเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์สำคัญที่ต้องวัดและควบคุม เทอร์โมคัปเปิลถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดอุณหภูมิเนื่องจากมีข้อดีหลายประการ รวมถึงโครงสร้างที่เรียบง่าย ง่ายต่อการผลิต ช่วงการวัดที่กว้าง ความแม่นยำสูง ความเฉื่อยต่ำ และสัญญาณเอาท์พุตที่ง่ายต่อการส่งสัญญาณจากระยะไกล นอกจากนี้ เนื่องจากเทอร์โมคัปเปิลเป็นเซนเซอร์แบบพาสซีฟ จึงไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟภายนอกในการวัด ทำให้สะดวกในการใช้งานมาก ดังนั้นจึงมักใช้เพื่อวัดอุณหภูมิของก๊าซหรือของเหลวในเตาเผาและท่อ รวมถึงอุณหภูมิพื้นผิวของของแข็ง
หลักการทำงาน: ตัวนำสองตัวที่มีองค์ประกอบต่างกัน (เรียกว่าสายเทอร์โมคัปเปิลหรือเทอร์โมอิเล็กโทรด) เชื่อมต่อกันที่ปลายทั้งสองข้างเพื่อสร้างวงจร เมื่ออุณหภูมิของทางแยกทั้งสองแตกต่างกัน จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าในวงจร ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าปรากฏการณ์เทอร์โมอิเล็กทริก และแรงเคลื่อนไฟฟ้านี้เรียกว่าศักย์เทอร์โมอิเล็กทริก เทอร์โมคัปเปิลใช้หลักการนี้ในการวัดอุณหภูมิ ปลายด้านหนึ่งซึ่งใช้วัดอุณหภูมิของตัวกลางโดยตรงเรียกว่าปลายทำงาน (หรือเรียกว่าปลายวัด) และปลายอีกด้านหนึ่งเรียกว่าปลายเย็น (หรือเรียกว่าปลายชดเชย) ปลายเย็นเชื่อมต่อกับอุปกรณ์แสดงผลหรืออุปกรณ์จับคู่ ซึ่งระบุศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกที่สร้างโดยเทอร์โมคัปเปิล เทอร์โมคัปเปิลเป็นตัวแปลงพลังงานโดยพื้นฐานที่จะแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยใช้ศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกที่สร้างขึ้นเพื่อวัดอุณหภูมิ เกี่ยวกับศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกของเทอร์โมคัปเปิล ควรสังเกตประเด็นต่อไปนี้:
1. ศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกของเทอร์โมคัปเปิลคือความแตกต่างระหว่างการทำงานของอุณหภูมิที่ปลายทั้งสองด้านของการทำงานของเทอร์โมคัปเปิล ไม่ใช่ฟังก์ชันของความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายเย็นและปลายทำงาน
2. ขนาดของศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกที่สร้างขึ้นโดยเทอร์โมคัปเปิลเมื่อวัสดุเทอร์โมคัปเปิลมีความสม่ำเสมอไม่ขึ้นอยู่กับความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางของเทอร์โมคัปเปิลและเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบของวัสดุเทอร์โมคัปเปิลและความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายทั้งสองเท่านั้น
3. เมื่อกำหนดวัสดุของสายเทอร์โมคัปเปิลทั้งสองแล้ว ขนาดของศักย์เทอร์โมอิเล็กทริกของเทอร์โมคัปเปิลจะสัมพันธ์กับความแตกต่างของอุณหภูมิของเทอร์โมคัปเปิลเท่านั้น ถ้าอุณหภูมิของปลายเย็นของเทอร์โมคัปเปิลคงที่ ค่าศักย์ไฟฟ้าของเทอร์โมคัปเปิลจะเป็นฟังก์ชันค่าเดียว-ของอุณหภูมิปลายทำงาน ตัวนำหรือเซมิคอนดักเตอร์สองตัว A และ B ของวัสดุต่างกันถูกเชื่อมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างวงจรปิด ดังแสดงในรูป เมื่อมีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างทางแยก 1 และ 2 ของตัวนำ A และ B แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นระหว่างจุดเชื่อมต่อทั้งสอง ทำให้เกิดกระแสในวงจร เทอร์โมคัปเปิลทำงานโดยใช้เอฟเฟกต์นี้
