다양한 산업분야에서 열전대(TC)를 사용하여 온도를 측정하고 있습니다.
열전대를 측정하는 제품들 내부 설정을 보면 대부분 실온보상 또는 상온보상이 되어 있는 것을 확인하실 수 있습니다.
그렇다면 실온보상은 어떤 의미이며, 왜 중요한지 알려드리겠습니다.
실온보상의 개념
실온보상은 일반적으로 실온에서 발생할 수 있는 변화를 보상한다는 개념입니다.
특히 열전대를 사용할 때는 더더욱 중요한데요!
그 이유는 바로 측정값의 기준점이 실온의 영향을 받기 때문입니다.
열전대 온도 측정의 경우,열전대 끝(측정지점)과 연결단자(기준점) 두 지점의 온도 차이를 기반으로 온도값을 계산합니다.
그래서 기준점의 온도를 정확히 알아야 진짜 측정 지점의 온도를 알 수 있습니다.
이 기준점 온도를 보정하는 게 바로 실온보상(상온보상)입니다.
이렇게 말로만 들으면 와닿지 않으실 수 있기에, 예를 들어 보겠습니다.
상온(기준온도)이 22℃인 환경에서 열전대 끝단에 100℃(측정온도)의 온도가 입력되고 있다고 가정해보면, 실온보상이 없는 경우 데이터로거 상에는 78℃가 디스플레이 될 것입니다. 열전대의 온도 측정은 측정온도와 기준점의 차이만큼이기 때문입니다.
하지만, 우리가 실제로 측정해야하는 온도는 열전대 끝단에 입력되고 있는 온도입니다.
따라서 현재 온도(상온)을 보상하여 0℃로 만들어 주어야 합니다. 그래야 열전대 끝단의 온도가 오롯이 측정될테니까요.
그렇기에 대부분의 온도 발생기 또는 측정 로거의 경우 내부 실온보상 센서가 내장되어 있습니다.
ex1) Druck 다기능 교정기 DPI620 Genii
ex2) Graphtec 데이터 로거 GL-series
ex3) ISOTECH 온도 발생기인 Dryblock
실온보상의 개념이 적용되지 않는 경우
1. 만약 실온보상 기능이 없는 장비라면, 열전대를 측정할 때 어떻게 해야할까요?
실온보상이 없는 경우라면, 별도 기준점을 잡아줄 수 있는 빙점조가 필요합니다.
제품 내부의 기준을 잡아주는 센서가 없기에 아래 그림과 같이 별도 0.01℃의 기준을 잡아주는 빙점조를 사용해야 합니다.
Stirred Ice Bath Model 813
2. 왜 실온보상의 개념이 저항식 온도센서인 PRT에는 적용되지 않을까요?
PRT의 경우 실온보상을 하지 않아도 됩니다.
저항온도계의 경우, 온도에 따라 내부 저항이 변하는 특성을 이용해 온도를 측정하는 원리로, 별도의 기준점이 존재하지 않습니다.
이에 따라 실온보상 없이도 온도를 측정할 수 있으며, 3선 혹은 4선으로 보상도선을 사용합니다.
다만, 저항식 온도센서인 PRT도 종류에 따라 빙점조를 사용하는 경우가 있습니다.
대표적인 예로 ISOTECH의 초정밀 인디게이터인 microK가 있습니다.
microK는 소급체계 가장 상위인 SPRT센서를 교정하기 위해 사용됩니다.
따라서 환경 온도 영향을 최소화할 수 있는 정확한 기준점이 필요하기에, 빙점조(0.01℃)를 사용하여 정확한 기준점을 잡아 사용합니다.
열전대의 실온보상, 그리고 빙점조
열전대도 마찬가지로, 빙점조를 사용하여 빙점조를 기준으로 온도를 측정할 수 있습니다.
빙점조를 사용한다면 보다 정밀한 온도를 측정할 수 있지만, 사실 모든 환경에서 빙점조를 사용할 수 있는 것은 아닙니다.
그리고 사용하기 편하고, 금액이 상대적으로 저렴한 장점이 있어 저항식 센서보다 열전대가 더 다양한 산업군에서 사용되고 있습니다.
따라서 실온보상기능은 선택이 아닌 필수인 기능입니다.
앞서 말씀드렸듯 Graphtec series에도 해당 기능이 탑재되어 있으며, ON/OFF하여 선택적으로 사용할 수 있습니다.
간혹 온도 측정 값이 딱 상온만큼 낮게 나온다면,
실온보상 기능이 OFF되어 있는 것은 아닐지 확인 한번 해보시는 것을 추천드립니다.
다양한 산업분야에서 열전대(TC)를 사용하여 온도를 측정하고 있습니다.
열전대를 측정하는 제품들 내부 설정을 보면 대부분 실온보상 또는 상온보상이 되어 있는 것을 확인하실 수 있습니다.
그렇다면 실온보상은 어떤 의미이며, 왜 중요한지 알려드리겠습니다.
실온보상의 개념
실온보상은 일반적으로 실온에서 발생할 수 있는 변화를 보상한다는 개념입니다.
특히 열전대를 사용할 때는 더더욱 중요한데요!
그 이유는 바로 측정값의 기준점이 실온의 영향을 받기 때문입니다.
열전대 온도 측정의 경우,열전대 끝(측정지점)과 연결단자(기준점) 두 지점의 온도 차이를 기반으로 온도값을 계산합니다.
그래서 기준점의 온도를 정확히 알아야 진짜 측정 지점의 온도를 알 수 있습니다.
이 기준점 온도를 보정하는 게 바로 실온보상(상온보상)입니다.
이렇게 말로만 들으면 와닿지 않으실 수 있기에, 예를 들어 보겠습니다.
상온(기준온도)이 22℃인 환경에서 열전대 끝단에 100℃(측정온도)의 온도가 입력되고 있다고 가정해보면, 실온보상이 없는 경우 데이터로거 상에는 78℃가 디스플레이 될 것입니다. 열전대의 온도 측정은 측정온도와 기준점의 차이만큼이기 때문입니다.
하지만, 우리가 실제로 측정해야하는 온도는 열전대 끝단에 입력되고 있는 온도입니다.
따라서 현재 온도(상온)을 보상하여 0℃로 만들어 주어야 합니다. 그래야 열전대 끝단의 온도가 오롯이 측정될테니까요.
그렇기에 대부분의 온도 발생기 또는 측정 로거의 경우 내부 실온보상 센서가 내장되어 있습니다.
ex1) Druck 다기능 교정기 DPI620 Genii
ex2) Graphtec 데이터 로거 GL-series
ex3) ISOTECH 온도 발생기인 Dryblock
실온보상의 개념이 적용되지 않는 경우
1. 만약 실온보상 기능이 없는 장비라면, 열전대를 측정할 때 어떻게 해야할까요?
실온보상이 없는 경우라면, 별도 기준점을 잡아줄 수 있는 빙점조가 필요합니다.
제품 내부의 기준을 잡아주는 센서가 없기에 아래 그림과 같이 별도 0.01℃의 기준을 잡아주는 빙점조를 사용해야 합니다.
Stirred Ice Bath Model 813
2. 왜 실온보상의 개념이 저항식 온도센서인 PRT에는 적용되지 않을까요?
PRT의 경우 실온보상을 하지 않아도 됩니다.
저항온도계의 경우, 온도에 따라 내부 저항이 변하는 특성을 이용해 온도를 측정하는 원리로, 별도의 기준점이 존재하지 않습니다.
이에 따라 실온보상 없이도 온도를 측정할 수 있으며, 3선 혹은 4선으로 보상도선을 사용합니다.
다만, 저항식 온도센서인 PRT도 종류에 따라 빙점조를 사용하는 경우가 있습니다.
대표적인 예로 ISOTECH의 초정밀 인디게이터인 microK가 있습니다.
microK는 소급체계 가장 상위인 SPRT센서를 교정하기 위해 사용됩니다.
따라서 환경 온도 영향을 최소화할 수 있는 정확한 기준점이 필요하기에, 빙점조(0.01℃)를 사용하여 정확한 기준점을 잡아 사용합니다.
열전대의 실온보상, 그리고 빙점조
열전대도 마찬가지로, 빙점조를 사용하여 빙점조를 기준으로 온도를 측정할 수 있습니다.
빙점조를 사용한다면 보다 정밀한 온도를 측정할 수 있지만, 사실 모든 환경에서 빙점조를 사용할 수 있는 것은 아닙니다.
그리고 사용하기 편하고, 금액이 상대적으로 저렴한 장점이 있어 저항식 센서보다 열전대가 더 다양한 산업군에서 사용되고 있습니다.
따라서 실온보상기능은 선택이 아닌 필수인 기능입니다.
앞서 말씀드렸듯 Graphtec series에도 해당 기능이 탑재되어 있으며, ON/OFF하여 선택적으로 사용할 수 있습니다.
간혹 온도 측정 값이 딱 상온만큼 낮게 나온다면,
실온보상 기능이 OFF되어 있는 것은 아닐지 확인 한번 해보시는 것을 추천드립니다.