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열전센서 Thermo Couple : WJ-1100 Series

열전대의 원리

서로다른 2종의 금속선으로 폐회로를 만들어 그 접합점에 온도를 가하면 온도차에 대응하는 열기전력이 발생하여 폐회로에 열전류가 흐릅니다. 한쪽접합점을 떼어 미전압계를 연결하면 기전력을 측정할 수 있고 이 기전력은 온도에 비례하므로 온도를 측정할 수 있습니다. 이러한 금속선을 열전대 라고 하며 열전대의 접속단을 측정 접점(온접점),도선 또는 계기와의 접속단을 기준접점(냉접점)이라고 한다.

열전대의 특성

공업용열전대는 다른 온도계와 비교하여 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

  • 응답속도가 빠르며 오차가 비교적 적다.
  • 적절한 열전대를 선정하기가 용이하며 절대 0℃에서 2,600℃까지의 온도범위를 측정하기가 가능하다.
  • 특정한 곳이나 좁은 장소의 온도측정도 가능합니다.
  • 온도가 열기전력으로 검출되므로 측정,조절,증폭,제어,변환등의 정보처리에 용이한다.
  • 다른 온도계에 비하여 가격이 저럼하며 구입이 용이하다.

구조 및 계측방법

일반 열전대는 소선 간의 접속을 방지하기 위하여 절연관을 삽입하여 소선이 피측정물에 닿지 않게 하기 위햐여 보호관을 사용합니다. 기준접점은 일정의 기준온도(절대 0℃)에서 보정하여 사용하며 열지전력은 가동코일형이나 전자식 자동평행형의 계기,전위차계등의 측정에 사용됩니다.

사용상의 주의

열전대는 여러 종류가 있으므로 온도를 정확히 측정하기 위햐여는 사용장소와 용도를 정확히 알고 선정하는 것이 가장 중요하며 또한 내열,내식,내진성등을 고려하여 보호관등을 선정하고 취부방법(설이)에 유의할 필요가 있습니다.

열전대의 구성재료 (KS C 1602-1982)

기호 구기호 (참조) 구성재료
(+)접합선 (-)접합선
B   Platinum .30% Rhodium Platinum .6% Rhodium
R Platinum .13% Rhodium Platinum
S Platinum .10% Rhodium Platinum
K CA Chromel Alumel
E CRC Chromel Constantan
J IC Iron Constantan
T CC Copper Constantan

열전대의 종류

B
"B" Type Thermocouple은 Rhodium의 함유량이 높으므로 다른 Rt/Rh Thermocouple보다 융점 및 기계적인 강도가 놓습니다. 또한 산화성,중성분위기에서의 연속사용이 가능하고 환원성 분위기에서도 적합하며 다른 Rt/Rh Thermocouple보다 오래 사용 할 수 있습니다. Pt의 사용중에 생기는 + - 측에의 Rh확산에 열기전력 특성의 노화를 방지한 목적으로 사용되는 열전대입니다.
R

"R" Type Thermocouple은 산화성,불활성 기체에서 최고 1600℃ 정도까지 연속적으로 사용할 수 있습니다. 환원성분위기이나 금속 산화성 분위기에서는 약하므로 비금속보호관을 사용하여야 합니다.

S

"S" Type Thermocouple은 IPTS(Intermation Pracitical Temperature Scale)에 의하면 Antimony의 응고점(630 . 74℃)에서부터 금의 응고점(1064.43℃)까지의 표준온도 측정할 때 사용되며 "S" Type Thermocouple의 분위기는 "R" TypeThermocouple과 동일합니다.

K
"K" Type Thermocouple은 현재 공업용으로 가장 널리 사용되는 열전대로서 최고 1200℃정도까지 내열도를 유지하며 기전력 특성의 직선성이 양호하고 내열,내식성이 높은 것이 특징입니다. 산화성분위기에서는 안종되나 환원성분위기에서는 매우 약하여 특히 아황산 가스에 대하여는 열기전록이 저하되며 부식이 되어 파손되는 단점이 있습니다.
E

"E" Type Thermocouple은 열기전력이 다른 열전대에 비하여 대단히 크며 내열성 및 정도는 "K" Type Thermocouple보다 떨어지나 900℃이하의 온도 사용에는 비교적 안정되어 좁은 범위의 온도측정에 사용되며 산화성분위기에서는 안정되나 환원성분위기에서 약한 점은 "K" Type Thermocouple과 동일합니다.

J

"J" Type Thermocouple은 환원성분위기에서는 매우 안정되나 산화성분위기중에서는 철의 산화가 심하므로 사용에 적합하지 않습니다.

T

"T" Type Thermocouple은 비교적 저온 (-200 - 300℃)에 사용되는 약산화성분위기 또는 환원성분위기에 적합하며 열기전력이 안정되고 정도가 높아 실험실에서 사용되고 있습니다.

온도에 대한 허용차 (KS C1602-1982)

기호 구기호 (참조) 측정온도 계급 허용오차(1)
B - 600℃ 이상 1,700℃ 미만 0.5급 ±4℃ 또는 측정온도 ±0.5%
R - 0℃ 이상 1,600℃ 미만 0.25급 ±1.5℃ 또는 측정온도 ±0.25%
S
K CA 0℃ 이상 1,000℃ 미만 0.4급 ±1.5℃ 또는 측정온도 ±0.4%
0℃ 이상 1,200℃ 미만 0.75급 ±2.5℃ 또는 측정온도 ±0.75%
-200℃ 이상 0℃℃ 미만 1.5급 ±2.5℃ 또는 측정온도 ±1.5%
E CRC 0℃ 이상 800℃ 미만 0.4급 ±1.5℃ 또는 측정온도 ±0.4%
0℃ 이상 800℃ 미만 0.75급 ±2.5℃ 또는 측정온도 ±0.75%
-200℃ 이상 0℃ 미만 1.5급 ±2.5℃ 또는 측정온도 ±1.5%
J IC 0℃ 이상 750℃ 미만 0.4급 ±1.5℃ 또는 측정온도 ±0.4%
0℃ 이상 750℃ 미만 0.75급 ±2.5℃ 또는 측정온도 ±0.75%
T CC 0℃ 이상 350℃ 미만 0.4급 ±0.5℃ 또는 측정온도 ±0.4%
0℃ 이상 350℃ 미만 0.75급 ±1℃ 또는 측정온도 ±0.75%
-200℃ 이상 0℃ 미만 1.5급 ±1℃ 또는 측정온도 ±1.5%
주):1)허용차는 열기전력을 기준열전력표에서 환산한 온도에서 측정접점의 온도를 뺀 값의 최대허용한도를 말합니다.

열전대의 상용 및 과열사용한도 (KS. C 1602 - 1982)

기호 구기호 (참조) 소선굵기(mm) 상용온도(℃) 과열사용한도
B - 0.50 1,500 1,700
R - 0.50 1,400 1,600
S
K CA 0.65 650 850
1.00 750 950
1.60 850 1,050
2.30 900 1,100
3.20 1,000 1,200
J CRC 0.65 400 500
1.00 450 550
1.60 500 650
2.30 550 750
3.20 600 750
E IC 0.65 450 500
1.00 500 550
1.60 550 650
2.30 600 750
3.20 700 800
T CC 0.32 200 250
0.65 200 250
1.00 250 300
1.60 300 350
주)상용한도: 공기중에 있어서 연결 사용 할 수 있는 오도의 한도.
  과열사용한도: 필요상 정지하지 못할 경우에 단 시간 사용할 수 있는 온도의 한도.
열전대는 어떠한 기체나 액체의 온도측정시 특별한 경우를 제외하고 열전대를 노출된 상태로 사용하면 직접 외부의 물리적, 화학적 작용을 받아 노화가 생겨 수명이 짧아지므로 일반공엽용에는 절연관, 보호관에 넣어서 사용합니다. 절연관 및 보호관은 사용장소의 조건에 따라 고온에 견디며 기계적 변질이 없고 화학적으로 안정되어야 합니다.
절연관

절연관의 특성

절연관의 표준치수

보호관

금속보호관

비금속보호관

주)상용한도: 공기중에 있어서 연결 사용 할 수 있는 오도의 한도.
과열사용한도: 필요상 정지하지 못할 경우에 단 시간 사용할 수 있는 온도의 한도.

WJ-1100 WJ-1102
WJ-1103 WJ-1104
WJ-1106 WJ-1107
WJ-1108 WJ-1120
WJ-1121 WJ-1130
WJ-1131 WJ-1133
WJ-1134 WJ-1150
WJ-1152 WJ-1172
WJ-1173 WJ-1174
WJ-1175 WJ-1176
WJ-1177 WJ-1184

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