Měření: Kalibrace termočlánku

1. Úvod
Termoelektrické teploměry (termočlánky, tepelné články) měří teplotu na základě termoelektrického jevu: Ve vodivém okruhu tvořeném dvěma vodivě spojenými dráty z různých kovů vznikne elektrické napětí, jakmile teplota T jednoho ze spájeným míst se liší od teploty T0 druhého spoje. V místě styku má jeden kov proti druhému jistý potenciální rozdíl, který závisí na teplotě styčného místa. Mají-li tedy oba spoje stejnou teplotu, ruší se oba potenciální rozdíly, neboť pořadí kovů ve druhém spoji je obráceno. Jsou-li však teploty T, T0 obou spojů S, S0 různé, jsou různé i potenciály a v obvodu se objeví termoelektrické napětí E rovné rozdílu potenciálů.
Termoelektrické napětí E závisí na teplotním rozdílu T - T0 obou míst spojů tak, že pro danou dvojici kovů je funkcí rozdílu teplot. Pro malé rozdíly teplot je možné považovat závislost za lineární, pro větší rozdíly je nutné závislost E (T - T0) aproximovat polynomy vyššího stupně.
E (T) = a(T - T0) + b(T - T0)2+ c(T - T0)3+ d(T - T0)4+ … . Na tuto okolnost je třeba mít zřetel při měření větších teplotních rozdílů.
Termočlánky mají velkou přednost, že jejich měřícímu spoji lze dát velmi malé rozměry a že je možno měřit na dálku i v prostorech těžko přístupných nebo vzduchotěsně uzavřených, a to přesně v potřebném místě.
Měří se jimi ovšem v podstatě rozdíly teplot, což může mít pro některé úkoly značnou výhodu. Podmínkou přesnosti a spolehlivosti jsou ovšem přesné měřící přístroje a především stejnorodost užitých kovů (drátů). Jsou-li totiž kovy nehomogenní, vznikají při nestejné teplotě drátů neznámá podružná termonapětí, zkreslující výsledek měření. Proto se pro přesná základní měření používá takových kovů, které lze vyrobit velmi čisté (ryzí). Při větší přesnosti je mimo to nutno upravit termočlánek tak, aby neměnil teplotu měřeného místa vedením tepla. Proto se volí dráty termočlánku tenké a mají se odvádět kolmo ke směru teplotního spádu ve spirále nebo šroubovici.