Thermokoppels

Als er in een groot bereik temperatuur gemeten moet worden, zijn thermokoppels de meest geschikte sensoren. Speciale IC’s maken tegenwoordig de verbinding met een microcontroller wel heel gemakkelijk.
Het principe van thermokoppels is gebaseerd op het Seebeck-effect: als er in een geleider een temperatuurverschil bestaat, verschuift de verdeling van vrije elektronen. De grootte van deze ladingsverschuiving hangt daarbij af van de elektrische eigenschappen van het materiaal.
Er wordt dus thermische energie toegevoegd aan de elektronen die zich normaal gesproken vrij binnen het kristalrooster kunnen bewegen (figuur 1). Als de energie toeneemt, bewegen ze sneller en zullen ze van de warme naar de koude kant bewegen. Hier zullen ze langzamer gaan bewegen en energie afstaan. Aan de koude kant ontstaat zo een overschot aan elektronen, met als gevolg dat dit uiteinde negatief wordt ten opzichte van de warme kant. Tegelijkertijd ontwikkelt zich een elektrisch veld, waardoor er uiteindelijk een dynamisch evenwicht ontstaat in de elektronenverdeling.