Почему кривые температура-напряжение всех типов термопар проходят через начало координат?

Обратите внимание, что температура на графике указана в ° C, даже не в ° K.

0 ° C - граница между температурой воды и льда при давлении 1 атм. Почему термопары дают напряжение 0 В при температуре 0 ° C? Есть ли какая-либо связь между водой и термопарами, термопары спроектированы так, чтобы вести себя так, или это просто совпадение?

Напряжение термопары зависит от разности температур между чувствительным и опорным контактами; опорный контакт всегда существует и может быть соединением проводов термопары с вашим вольтметром; обратите внимание, что латунь, медь и гальванические материалы образуют дополнительные промежуточные соединения, которые отменяются, если они имеют одинаковую температуру. Термопары таблицы основаны на спае будучи при 0 ° С (ссылкой льда-точкой, конвенция) , так что именно поэтому температура смысла перехода в этих таблицах все 0В при 0 ° С . На веб-сайте Omega Engineering есть отличная справочная документация по термопарам, которая объясняет все об эталонных и промежуточных соединениях. http://www.omega.com/techref/

Существует много методов температурной компенсации. Одним из них является поставить спай в ледяной каше, стабильный и известную точку отсчета. Другой способ заключается в создании напряжения для компенсации фактической температуры перехода, чтобы измеренное напряжение было «настольной температурой» без смещений. Другой способ заключается в использовании температуры выше температуры окружающей среды и стабилизированного перехода, и в этом случае для компенсации может использоваться фиксированное смещение. Хотя все это может показаться сложным, термопары часто используются для экстремальных температур, и точное измерение или стабилизация эталонного спая могут быть выполнены электронными методами с более низкой температурой.

Температура на оси X - это разность температур между двумя контактами термопары. Это не абсолютная температура. Если оба перехода находятся при 0 ^o C, напряжение термопары будет равно 0 В. Если оба перехода находятся при 100 ^o C, напряжение термопары будет равно 0 В.

Напряжение в термопаре является функцией разности между температурой «горячей» и «холодной» частей термопары. Если нет разницы температур, то нет напряжения. Смотрите Википедию о термопаре для деталей.

Вот почему для получения абсолютных показаний нужно использовать «компенсацию холодного спая».

Все предыдущие ответы говорят, что напряжение от термопары является функцией разности температур между горячим и холодным спаями. Это несколько грубое приближение, и оно не совсем верно.

Например, если горячий спай имеет температуру 100 ° C, а холодный спай - 0 ° C, напряжение не будет точно таким же, как если бы горячий спай был 200 ° C, а холодный спай - 100 ° C. Для термопары типа K первая будет 4,096 мВ, а вторая 4,042 мВ. Разница может показаться небольшой (ошибка около 1%), но во многих случаях она не пренебрежимо мала.

По договоренности , напряжение термопары задается при температуре холодного спая 0 ° C (поскольку с помощью ледяной бани легко создать постоянную точную температуру 0 ° C / 32 ° F). Теперь напряжение от термопары с обоими концами при 0 ° C должно быть 0 мкВ (должно быть очевидно из термодинамики / сохранения энергии), поэтому графики всегда будут проходить через 0 (когда 0 выбрано в качестве температуры холодного спая!) , Графики, сделанные с ° F, обычно проходят через 32, иногда 75 ° F.