तापयुग्म

दो भिन्न धातुओं के जोड़ (junction) को तापयुग्म (thermocouple) कहते हैं। यह जंक्शन जितना ही अधिक ताप पर होता है उन दो धातुओं के खुले सिरों के बीच उतना ही अधिक विभवान्तर प्राप्त होता है। यही इसके कार्य करने का आधारभूत सिद्धान्त है। तापमापन एवं ताप नियंत्रण के लिये इसका खूब प्रयोग किया जाता है। इसका उपयोग उष्मा को विद्युत उर्जा में बदलने के लिये भी किया जा सकता है।

डिजिटल मल्टीमीटर से जुड़ा एक तापयुगम : कमरे का ताप सीधे डिग्री सेल्सियस में प्रदर्शित कर रहा है।

तापयुग्म बहुत सस्ते होते है। ये विस्तृत परास (रेंज) के ताप मापने के लिये उपयुक्त हैं। इनके द्वारा लगभग १ डिग्री सेल्सियस तक परिशुद्धता से ताप मापा जा सकता है।

वोल्टता-ताप सम्बन्ध

तापयुग्म में जो धातुएँ प्रायः प्रयोग की जाती हैं उनके लिये उत्पन्न विभव, तापान्तर (ΔT) के लगभग समानुपाती होता है। यह एक सीमित ताप तक के लिये सही है। किन्तु इस 'समानुपाती रेंज' के बाहर शुद्धतापूर्वक ताप मापना हो तो अधिक परिशुद्ध अरैखिक ताप-वोल्तता सम्बन्ध का सहारा लेना पड़ता है जो निम्नलिखित है-

${\displaystyle \Delta T=\sum _{n=0}^{N}a_{n}v^{n}}$

विभिन्न धातुओं के लिये गुणांक a_n के मान n के 0 से 5 और 13 के बीच में दिये जाते हैं। आजकल के तापमापी युक्तियों में उपरोक्त समीकरण डिजिटल कन्ट्रोलर में या 'लुक-अप टेबल' में भण्डारित होता है जबकि पुरानी तापमानी युक्तियों में एनालॉग परिपथ द्वारा इसे लागू किया जाता था।

प्रमुख तापयुग्मों के अभिलाक्षणिक फलन

K टाइप के तापयुग्म के लिये तथा 0 से 500 °C के लिये बहुपद गुणांक^[1]

${\displaystyle n}$	${\displaystyle a_{n}}$
1	25.08355
2	7.860106x10−2
3	−2.503131x10−1
4	8.315270x10−2
5	−1.228034x10−2
6	9.804036x10−4
7	−4.413030x10−5
8	1.057734x10−6
9	−1.052755x10−8

तापयुग्मों की तुलना

निम्नांकित सारणी विभिन्न प्रकार के तापयुग्मों के गुण प्रदर्शित कर रही है।

प्रकार (Type)	ताप परास °C (continuous)	ताप परास °C (short term)	Tolerance class one (°C)	Tolerance class two (°C)	IEC Color code	BS Color code	ANSI Color code
K	0 to +1100	−180 to +1300	±1.5 between −40 °C and 375 °C ±0.004×T between 375 °C and 1000 °C	±2.5 between −40 °C and 333 °C ±0.0075×T between 333 °C and 1200 °C
J	0 to +750	−180 to +800	±1.5 between −40 °C and 375 °C ±0.004×T between 375 °C and 750 °C	±2.5 between −40 °C and 333 °C ±0.0075×T between 333 °C and 750 °C
N	0 to +1100	−270 to +1300	±1.5 between −40 °C and 375 °C ±0.004×T between 375 °C and 1000 °C	±2.5 between −40 °C and 333 °C ±0.0075×T between 333 °C and 1200 °C
R	0 to +1600	−50 to +1700	±1.0 between 0 °C and 1100 °C ±[1 + 0.003×(T − 1100)] between 1100 °C and 1600 °C	±1.5 between 0 °C and 600 °C ±0.0025×T between 600 °C and 1600 °C			Not defined.
S	0 to 1600	−50 to +1750	±1.0 between 0 °C and 1100 °C ±[1 + 0.003×(T − 1100)] between 1100 °C and 1600 °C	±1.5 between 0 °C and 600 °C ±0.0025×T between 600 °C and 1600 °C			Not defined.
B	+200 to +1700	0 to +1820	Not Available	±0.0025×T between 600 °C and 1700 °C	No standard use copper wire	No standard use copper wire	Not defined.
T	−185 to +300	−250 to +400	±0.5 between −40 °C and 125 °C ±0.004×T between 125 °C and 350 °C	±1.0 between −40 °C and 133 °C ±0.0075×T between 133 °C and 350 °C
E	0 to +800	−40 to +900	±1.5 between −40 °C and 375 °C ±0.004×T between 375 °C and 800 °C	±2.5 between −40 °C and 333 °C ±0.0075×T between 333 °C and 900 °C
Chromel/AuFe	−272 to +300	n/a	Reproducibility 0.2% of the voltage; each sensor needs individual calibration.

चित्रदीर्घा

तापयुग्म के प्रतीक

तापयुग्म का योजनात्मक चित्रण : A और B दो अलग धातु के तार हैं

K-टाइप का तापयुग्म (कनेक्टर सहित)

K-श्रेणी तापयुग्म द्वारा तापमापन में प्रयुक्त सम्पूर्ण परिपथ का योजनात्मक चित्र

सन्दर्भ

1. "NIST ITS-90 Thermocouple Database". मूल से 15 जुलाई 2012 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 16 जून 2012.

इन्हें भी देखें

• सीबक प्रभाव (Seaback effect)
• प्रतिरोध तापमापी
• थर्मिस्टर
• द्विधातु पट्टी (Bimetal strip)

बाहरी कड़ियाँ

• Two Ways to Measure Temperature Using Thermocouples Feature Simplicity, Accuracy, and Flexibility
• Thermocouple Operating Principle - University Of Cambridge
• Thermocouple Drift - University Of Cambridge
• Thermocouple design guide
• Mineral-Insulated Thermocouple Know-How
• Thermocouple Color Code Chart and Specifications
• Thermocouple Attachment - A Primer^{[मृत कड़ियाँ]}
• Thermocouple design
• Article on thermocouple fundamental