기계공학실험 | 열전대를 이용한 온도측정

 

 

 

TIP

 

 

1. 열전대의 원리를 이해하고, 열전대의 종류를 공부해보며 사용방법을 익힌다.
2. 온도를 측정하는 센서중 하나인 열전대를 이용하여 온도를 측정해본다.

 

 

 

열전대 역사

Fahrenheit가 1706년에 수은 봉입형 유리 온도계를 제작하였으며, 1942년에는 celsius가 얼음이 녹는 온도를 0, 물이 끓는 온도를 100으로 하자는 제안을 하여 현재의 섭씨 온도 눈금을 제창하였고, 1821년에 seebeck에 의하여 열전효과가 발표되었으며 1900년경 플랭크에 의하여 제안된 복사법칙을 이용한 복사 온도계도 현재는 전자 기술의 발달에 힘입어 사용이 증가되고 있다.

 

온도를 측정하고 제어하는 가장 보편적인 방법은 열전대라 불리는 전기회로를 이용 하는 것이다. 열전대는 상이한 금속으로 만들어진 두 개의 전기 도체로 이루어져 있으며 적어도 한 곳에서 전기적으로 연결되어 있다. 이 전기적 연결부를 접점이라 한다. 열전대의 접점은 용접, 납땜 또는 선을 서로 꼬는 경우와 같이 전기적 접합을 제공하는 어떤 방법에 의해서도 만들 수 있다. 열전대의 출력은 전압이며 전압과 열전대 회로를 구성하는 접점의 온도들 사이에는 명확한 관계가 존재한다. 부하에 의한 오차가 없는 이상적인 측정 조건하에서 열전대 회로의 기전력은 오직 지벡 효과에 의한 결과이다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 열전대를 만들기 위해 J-type과 K-type 전선을 적당한 길이로 자른다.

 

2) 전선의 양쪽의 피복을 벗긴다. (전선의 피복을 벗기면 각기 다른 두 금속이 나온다.)

 

3) 한쪽의 피복을 벗겨 나온 두 금속선을 꺾어서 마름모 모양으로 만들고 금속선의 끝과 끝을 붙인 뒤 열전대 용접기('TC Welder')로 용접을 한다. (용접시엔 집게로 잡고 용접하며 눈이나 옷에 불꽃이 튀지 않도록 주의한다. 그리고 용접을 실패했을 시에는 끝을 조금 자른 후 다시 용접한다.)

 

4) 다른 한쪽의 두 선은 전압측정기의 커넥터에 연결한다.

 

5) 용접해준 부분은 온도를 측정하고자 하는 곳에 대고 기전력을 측정한다.

 

6) 측정된 기전력을 EMF표를 이용하여 온도로 변환시켜준다.

 

열전대 제작                                        용접                                        기전력 측정

 

 

 

[기계공학실험]열전대를 이용한 온도측정 레포트