คุณสมบัติของเทอร์โมคัปเปิลแบบมาตรฐาน (Characteristic of Standard Thermocouples)

1.ความไว (Sensitivity) ย่านแรงดันจากเทอร์โมคัปเปิลจะมีค่าน้อยกว่า 100 mV แต่ความไวที่แท้จริงในการใช้งานจะขึ้นอยู่กับการใช้วงจรปรับสภาพสัญญาณและตัวเทอร์โมคัปเปิลเอง

2.โครงสร้าง (Construction) โครงสร้างของเทอร์โมคัปเปิลต้องมีลักษณะดังนี้คือ มีความต้านทานต่ำ ให้สัมประสิทธิ์อุณหภูมิสูง ต้านทานต่อการเกิดออกไซด์ที่อุณหภูมิสูงๆ ทนต่อสภาวะแวดล้อมที่นำไปใช้วัดค่า และเป็นเชิงเส้นสูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ตัวท่อป้องกันส่วนมากจะทำจาก stainless ความไวของเทอร์โมคัปเปิลขึ้นอยู่กับความหนาของท่อป้องกัน ส่วนขนาดของสายเทอร์โมคัปเปิลกำหนดได้จากการใช้งานแต่ละอย่าง

3.ย่านการใช้งาน (Range) ย่านอุณหภูมิการใช้งานและความไวในการวัดของเทอร์โมคัปเปิลแต่ละตัว จะแตกต่างกันตามแต่ละสมาคมจะกำหนด ในส่วนที่สำคัญคือค่าแรงดันที่ออกมาจากแต่ละอุณหภูมิ จะต้องเป็นไปตามค่ามาตรฐานเดียวกันหมดทั้งระบบ

4. เวลาตอบสนอง (Time Response) เวลาตอบสนองของเทอร์โมคัปเปิลขึ้นอยู่กับขนาดของสายและวัสดุที่นำมาทำท่อป้องกันตัวเทอร์โมคัปเปิล

5.การปรับสภาพสัญญาณ (Signal Conditioning) ปกติแรงดันของเทอร์โมคัปเปิลจะมีขนาดน้อยมากจึงจำเป็นต้องมีการขยายสัญญาณโดยใช้ออปแอมป์ขยายความแตกต่างที่มีอัตราขยายสูงๆ

การแก้ไขให้ระบบวัดอุณหภูมิด้วยเทอร์โมคัปเปิลให้ทำงานได้ดีขึ้น ต้องปฏิบัติดังนี้

1.   ใช้สายเทอร์โมคัปเปิลขนาดใหญ่ที่สุดที่จะเป็นไปได้ เพราะมันจะไม่พ่วงเอาความร้อนออกจากพื้นที่การวัดเข้ามา

2.   ถ้าต้องการใช้สายขนาดเล็กๆ ให้ใช้เฉพาะในขอบเขตที่ทำการวัด และใช้สายขยาย (extention wire) ในขอบเขตที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิกลางสาย

3.   หลีกเลี่ยงความเค้นทางกลและการสั่นสะเทือนที่มีผลให้เกิดความเครียดในสาย

4.   เมื่อใช้สายเทอร์โมคัปเปิลยาวๆ ให้ต่อชีลด์ที่สายไปยังขั้วต่อสายของดิจิตอลโวลต์มิเตอร์ และใช้สายขยายสัญญาณแบบบิดเกลียว

5.   หลีกเลี่ยงบริเวณที่เต็มไปด้วยการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิกลางสาย

6.   พยายามเลือกสายเทอร์โมคัปเปิลในพิกัดอุณหภูมิของมัน

7.   ป้องกันวงจรแปลง integrate A/D จากการรบกวน

8.   ใช้สายขยายเฉพาะที่อุณหภูมิต่ำๆ และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิกลางสายน้อยๆ

9.   ทดสอบและเก็บค่าความต้านทานของเทอร์โมคัปเปิลเก่าๆ ไว้ พร้อมกับวัดค่าความต้านทานของเทอร์โมคัปเปิลเก็บไว้เป็นช่วงๆ

หัววัดอุณหภูมิอาร์ทีดี (RTD Pt100)

อารทีดี คือหัววัดอุณหภูมิที่ใช้หลักการของค่าความต้านทานที่จะมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ที่นิยมใช้มากที่สุดคือ อาร์ทีดีที่ทำจากแพลทตินัม (Platinum) ค่า 100 โอห์ม ที่ 0°C หรือเรียกว่า Pt100 นั่นเอง อาร์ทีดี (Pt100) จะมีคุณสมบัติดีกว่าเทอร์โมคัปเปิลเกือบทุกด้าน แต่ราคาก็สูงกว่าเทอร์โมคัปเปิลพอสมควร อาร์ทีดี เป็นหัววัดอุณหภูมิที่มีความถูกต้องสูง ให้ผลการวัดที่ละเอียดได้ถึง 0.1 ⁰C โดยอ้างอิงค่าความแม่นยำ (Accuracy) ตามมาตรฐาน IEC 751 ให้เลือกใช้ตามความเหมาะสมของงาน สามารถวัดอุณหภูมิได้ตั้งแต่ -200°C ถึง 600°C

ตารางเปรียบเทียบคุณสมบัติเทอร์โมคัปเปิล และ อาร์ทีดี (Pt100)