온도계: 두 판 사이의 차이

두 가지의 각각 다른 금속선을 접속했을 때 두 개의 접점 온도가 다르면 [[기전력]]이 생겨서 회로에 전류가 흐른다. 이 기전력을 열기전력이라 부르고, 이 열기전력을 이용하기 위해서 사용하는 두 가지의 금속선을 열전대(熱電對)라고 한다. 열전대의 열기전력은 열전대를 구성하는 2종의 금속선의 종류와 두 접점의 온도에 의해서 달라지며, 금속선의 굵기·길이나 두 접점 이외의 온도에는 영향받지 않는다. 따라서 한쪽의 접점을 일정한 온도로 유지하면 열기전력은 다른 접점의 온도만으로 정해진다. 그러므로 그 온도와 열기전력과의 관계를 미리 알아둠으로써 온도를 측정할 수가 있는 것이다. 온도 측정에 사용하는 열전대의 접점을 측온접점이라고 하며, 다른 접점은 일정한 기준온도로 유지하기 때문에 기준접점이라고 한다. 일반적으로 측온접점의 온도가 기준접점의 온도보다 높으므로 기준접점을 가리켜 냉접점이라고도 한다. 실제의 온도 측정에서는 측정 회로에 열전대를 접속해서 전압계로써 열기전력을 측정하여 측온접점의 온도를 알아보는 것이다. 이 경우 S1, S2가 기준접점이 되며, 이 두 접점은 기준 온도로 유지되어야 한다. 흔히 사용되는 열전대는 백금로듐과 백금(PR열전대), 구리와 콘스탄탄(CC열전대) 등이다. 알맞은 열전대를 사용하면 －200∼1,400℃ 범위의 온도 측정이 가능하므로 공업상의 온도 계측에 널리 쓰고 있다.

 

{{본문|저항 온도계}}

금속선 등의 전기저항은 일반적으로 온도에 따라 변화하므로, 그 관계를 알고 있으면 전기저항을 측정해서 온도를 알 수 있다. 이와 같은 원리의 온도계를 저항온도계라고 한다. 저항체로서는 백금선·니켈선·동선·[[서미스터]] 등이 쓰인다. 백금선은 내식성(耐蝕性)이 좋고, 전기저항이 안정되어 있으며, 온도에 의한 저항 변화도 크기 때문에 정밀 온도 측정에 쓰이고 있는데, 그 가격이 비싸다는 단점이 있다. －200∼500℃ 정도의 범위의 온도측정에 사용된다. 300℃ 정도라면 니켈선, 150℃ 이하에는 동선이 쓰인다. 이러한 순금속의 저항선은 온도가 높아지면 전기저항도 증대한다. 그런데 서미스터는 반대로 온도가 상승하면 전기 저항이 줄어든다. 더구나 그 저항 변화가 매우 크고, 약간의 온도 변화에도 저항의 변화가 크게 나타나므로, 정밀한 온도차의 측정에 편리한 것이다. 저항온도계로 온도를 측정하는 경우에는 측온저항체(測溫抵抗體)와 3개의 저항선을 접속한 전기회로가 이용되는 것이다. 이런 전기회로를 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)라고 하며, 전기저항을 측정하기 위한 방법이다. 브리지의 두 변(邊) R1과 R2는 고정저항이고, R3는 가변저항이다. 브리지의 AB 사이에 전지를, CD 사이에 [[검류계]]를 연결하여 R1과 R2의 저항치를 같게 한다. 그렇게 하면 측온저항체의 저항치와 R3의 저항치가 같을 경우, C와 D의 전위가 같게 되어 검류계에 전류가 흐르지 않는다. 그러므로 측온저항체를 측정부에 넣고, 검류계의 지시가 0을 가리키도록 저항 R3를 조절하여 R3의 저항치를 읽으면 그 값이 곧 측온저항체의 저항치이며, 따라서 그 값을 앎으로써 온도를 측정할 수 있다.