¿Por qué las curvas de temperatura-voltaje de todos los tipos de termopares pasan por el origen?

Observe que la temperatura en el gráfico está en ° C, ni siquiera en ° K.

0 ° C es el límite entre las temperaturas del agua y el hielo bajo una presión de 1 atm. ¿Por qué los termopares dan voltaje de 0V a una temperatura de 0 ° C? ¿Existe alguna relación entre el agua y los termopares, los termopares están diseñados para comportarse así, o es solo una coincidencia?

El voltaje del termopar es de la diferencia de temperatura entre la unión de detección y una unión de referencia; la unión de referencia siempre existe y puede ser la conexión de los cables del termopar a su voltímetro; tenga en cuenta que el latón, el cobre y los materiales de revestimiento forman uniones intermedias adicionales que se cancelan si están a una temperatura uniforme. Las tablas de termopares se basan en que la unión de referencia está a 0 ° C (referencia de punto de hielo, una convención), por eso las temperaturas de la unión de detección en estas tablas son todas 0 V a 0 ° C. El sitio web de Omega Engineering tiene una excelente documentación de referencia sobre termopares que explica todo sobre las uniones intermedias y de referencia. http://www.omega.com/techref/

Existen muchos métodos de compensación de temperatura. Una es colocar la unión de referencia en granizo de hielo, un punto de referencia estable y conocido. Otra es producir un voltaje para compensar la temperatura real de la unión de modo que el voltaje medido sea la "temperatura de la mesa" sin compensaciones. Otro método es usar una temperatura de unión estabilizada por encima del ambiente, en cuyo caso se puede usar un desplazamiento fijo para compensar. Si bien todo esto puede sonar complicado, los termopares se usan con frecuencia para temperaturas extremas, y la medición o estabilización precisa de una unión de referencia se puede hacer con métodos electrónicos de baja temperatura.

La temperatura en el eje X es la diferencia de temperatura entre las dos uniones de termopar. Esa no es la temperatura absoluta. Si ambas uniones están a 0 ^o C, el voltaje del termopar sería 0V. Si ambas uniones están a 100 ^o C, el voltaje del termopar sería de 0V.

El voltaje en un termopar es una función de la diferencia entre la temperatura de las partes "calientes" y "frías" del termopar. Si no hay diferencia de temperatura, entonces no hay voltaje. Ver Wikipedia sobre termopar para más detalles.

Es por eso que para tener lecturas absolutas uno necesita emplear "compensación de unión fría".

Todas las respuestas anteriores dicen que el voltaje de un termopar es una función de la diferencia de temperatura entre las uniones fría y caliente. Esta es una aproximación un tanto cruda, y no es del todo cierto.

Por ejemplo, si la unión caliente está a 100 ° C y la unión fría está a 0 ° C, el voltaje no será exactamente el mismo que si la unión caliente está a 200 ° C y la unión fría está a 100 ° C. Para un termopar tipo K, el primero será de 4.096mV y el último de 4.042mV. La diferencia puede parecer pequeña (aproximadamente un error del 1%), pero no es insignificante en muchos casos.

Por convención , los voltajes de termopares se dan con una temperatura de unión fría de 0 ° C (porque es fácil crear una temperatura constante constante de 0 ° C / 32 ° F con un baño de hielo). Ahora, el voltaje de un termopar con ambos extremos a 0 ° C debe ser 0uV (debe ser obvio por la termodinámica / conservación de la energía), por lo que los gráficos siempre pasarán por 0 (¡cuando se selecciona 0 como temperatura de unión fría!) . Los gráficos hechos con ° F generalmente pasan por 32, a veces 75 ° F.