써모커플(Thermocouple) 열전대 온도 센서

 

 

 

안녕하세요. 취업한 공대누나입니다.

오늘은 써모커플 온도 케이블에 대한 이야기를 해보려고 합니다.

이번에 제가 맡은 업무 중 하나가 특정 부위의 온도를 측정하는 것인데요.

사실 온도 IC와 온도 케이블을 이용해서 온도만 측정하면 되기는 하지만

온도 케이블의 원리도 궁금하고 그렇더라구요.

같이 한 번 알아보도록 하겠습니다.

 

1. 열전대란?

 

서로 다른 종류의 금속을 연결하고 일정 온도에 노출 시켰을 때

달라지는 전류를 토대로, 전류 값에 따라 온도를 변환시켜 온도를 측정할 수 있는 온도센서 입니다.

실제로 온도 케이블을 보게 되면 위의 그림과 같이 생겼습니다.

한쪽 끝은 두 끝을 납땜하여 사용하고 다른 한쪽은 온도 센서의 T-, T+부분에 연결시킵니다.

 

금속 종류/조합에 따라 발생하는 기전력을 장치와 연결하여 판독을 합니다.

 

 

2. 열전대의 종류

 

위에도 말씀 드렸듯이 서로 다른 종류의 금속을 연결하는 것입니다.

따라서 열전대의 종류 또한 서로 다른 종류의 금속에 따라 조합이 나누어지게 됩니다.

아래의 표말고도 더 다양한 타입의 열전대가 있습니다.

아래에는 가장 일반적인 열전대 type을 나열한 것입니다.

 

	합금 조합		특징	온도 범위
	+리드	-리드
J type	Fe	Cu-Ni	환원, 진공, 불활성, 고온 산화 환경에서 이용이 제한됨, 낮은 온도에서 권장하지 않음	-210~1200도
K type	Ni-Cr	Ni-Al	넓은 온도범위, 대중적으로 사용	-270~1372도
T type	Cu	Cu-Ni	가벼운 산화, 환원 진공, 불활성, 습기가 있는 곳에서 적합함. 낮은 온도 및 극저온 용도	~270~400도
E type	Ni-Cr	Cu-Ni	산화 또는 불활성. 진공이나 환원 환경에서 이용이 제한됨. 온도에 따라 기전력 변화가 가장 높음	-270~1000도
N type	Ni-Cr-Si	Ni-Si-Mg	K type에 대한 대안, 고온에서 더 안정적임	-270~1300도

 

예전에 이러한 종류별 특징을 보다가

현재 우리 장비에 맞지 않는 type을 쓰고 있는 것을 본 적이 있습니다.

이런걸 모두 알고 개발하기는 어려우니까 누구든 실수할 수 있습니다.

 

 

3. 열전대 선택?

 

우선 종류에도 나와있듯이 온도 범위를 우선적으로 선택을 합니다.

그 다음에는 정확도와 공정 호환성 등 화학적, 기계적 특성에 따라 선택을 하게 됩니다.

위의 표를 보시고 내가 원하는 조건과 환경에 맞는 열전대를 선택하셔서 사용하시면 됩니다.

 

 

내용 출처 및 이미지 출처 : OMEGA Engineering 공식 블로그

 

 

제가 이번에 프로젝트를 하면서 사용하는 온도 IC는 Max31855라는 IC입니다.

나중에 기회가 되면 온도 펌웨어 코딩과 함께 실제 값이 어떻게 나오는지 보도록 하겠습니다.

감사합니다.