PCB Tecnico - Metodo di ispezione della termocoppia per la progettazione termica del PCB

L'applicazione pratica del fenomeno termoelettrico PCB è naturalmente l'uso di termocoppie per misurare la temperatura. La complessa relazione tra energia elettronica e dispersione rende i potenziali termoelettrici di diversi metalli diversi l'uno dall'altro. Poiché la termocoppia è un tale dispositivo, la differenza di potenziale termoelettrico tra i suoi due elettrodi è un'indicazione della differenza di temperatura tra le estremità calde e fredde della termocoppia. Se il potenziale termoelettrico di tutti i metalli e le leghe è diverso, è impossibile utilizzare la termocoppia per misurare la temperatura. Questa differenza potenziale è chiamata effetto Scebeek. Per una coppia di conduttori A e B di materiali diversi, una giunzione è mantenuta alla temperatura T1 e le due estremità libere sono mantenute ad una temperatura inferiore A. Il punto di contatto e l'estremità libera sono entrambi situati in un'area di temperatura uniforme ed entrambi i conduttori sperimentano lo stesso gradiente di temperatura. Per poter misurare la differenza di potenziale termoelettrico tra le estremità libere A e B, una coppia di conduttori C dello stesso materiale sono rispettivamente collegati ai conduttori A e B alla temperatura e collegati ad un rivelatore con temperatura T1. Ovviamente l'effetto Seebeck non è affatto un fenomeno nel punto di connessione, ma un fenomeno legato al gradiente di temperatura. Per comprendere correttamente le prestazioni delle termocoppie, questo punto non può essere enfatizzato.

Il campo di applicazione della misurazione della temperatura della termocoppia PCB è molto ampio e i problemi incontrati sono anche diversi. Pertanto, questo capitolo può riguardare solo alcuni aspetti importanti della misurazione della temperatura della termocoppia. La termocoppia è ancora uno dei principali metodi di misurazione della temperatura in molte industrie, in particolare nelle industrie siderurgiche e petrolchimiche. Tuttavia, con lo sviluppo dell'elettronica, l'applicazione dei termometri a resistenza nell'industria PCB è diventata sempre più estesa e le termocoppie PCB non sono più gli unici e più importanti termometri industriali.

Rispetto alla termocoppia (misurazione della resistenza e misurazione del potenziale termoelettrico), il vantaggio del termometro di resistenza è la differenza fondamentale nel principio di funzionamento dei due tipi di componenti PCB. Il termometro di resistenza indica la temperatura dell'area in cui si trova l'elemento di resistenza e non ha nulla a che fare con il piombo e il gradiente di temperatura lungo il piombo. Tuttavia, la termocoppia misura la differenza di temperatura tra l'estremità fredda e l'estremità calda misurando la differenza di potenziale tra i due elettrodi dell'estremità fredda. Per una termocoppia ideale, la differenza di potenziale è legata solo alla differenza di temperatura tra le due estremità. Tuttavia, per una termocoppia effettiva, una certa non uniformità del filo della termocoppia al gradiente di temperatura causerà anche un cambiamento nella differenza di potenziale, che è ancora un fattore che limita la precisione della termocoppia.

Sette tipi di termocoppie internazionali che utilizzano la progettazione termica PCB, le cosiddette "termocoppie standardizzate", come la composizione nominale di ogni elettrodo, il nome commerciale generale di ogni lega e il codice lettera della termocoppia. Questi codici lettera sono stati originariamente introdotti dalla Instrument Society of American (Instrument Society of American), ma ora sono ampiamente utilizzati in tutto il mondo. Questi codici di lettere possono essere utilizzati come vari tipi.