냉 접점 온도보상

CJR은 Cold Junction Reference : "냉 접점 기준점" 또는 Cold Junction Resister :
                                                            "냉 접점 보상 저항" 을 의미한다.

    CJC는 Cold Junction Compensation : "냉 접점 보상" 을 의미한다.

1) 열전대는 끝이 연결된 서로 다른 금속으로 구성되어 있다.

2) 열전대의 접촉된 끝을 Junction (접합부)라고 부른다.

3)접합부가 가열되면 두개의 금속 사이로 전자가 흐른다. 이때 끝을 떼어 내어 즉, 두개의 금속을 분리하면 
한쪽 끝은 양극(+) 또 다른 금속은 음극(-)으로 된다. 즉 각 금속은 다른 극성으로 충전되는 것이다. 
(제에벡 효과)

4)접합 부분과 개방된 부분 사이의 온도차가 크면 클수록 금속 위의 전하는 크게 된다. 즉 두 금속간의 
전위차가 커지게 되는 것이다.

5) 접합 부분과 개방된 부분을 똑같은 온도로 열을 가하면 양쪽의 온도가 같아지고 두 금속의 온도차가 0℃가 
된다.

6) 온도가 결정되는 열전대의 부분은 ⓐ 측정 접합부 (Hot Junction), ⓑ 기준점(Cold Junction)으로 구분된다.

7) ⓐ 측정 접합부의 온도가 일정하다면(예를 들면 항상 100℃ 라면) 열전대에 유기되는 전압은 ⓑ 기준점 
온도에 따라 그 유기 전압의 크기가 좌우 된다, 즉 ⓑ 의 기준점 온도가 높으면(예를 들어 20 ℃ 라면) ⓐ측정 
접합부 온도와 ⓑ의 기준점 온도와의 차이는 (100℃ -20℃ =80 ℃ )가 되어 원래의 100 ℃ 보다 작아지고 ⓑ의 
기준점 온도가 0 ℃ 라면 ⓐ 와 ⓑ 의 온도차이는 (100℃ -0℃ =100℃)로서 측정 접합부 온도와 같은 100℃ 
온도에 해당하는 크기의 전압이 유기되고 만일 ⓑ의 온도가 -20℃라면 ⓐ와 ⓑ 의 온도 차이는 (100 ℃ -(-20℃)=120 ℃ )가 되어 ⓐ 의 접합부 온도보다 20℃ 가 높은 유기 전압을 발생시킬 것이다.

8) 즉 열전대의 열 기전력(전압)은 ⓐ접합 부위 온도ⓑ기준점 온도차이에 의한 온도에 해당하는 크기의 
전압을 발생시키는 것이다
.
(양단의 온도차가 크면 클수록 유기되는 전압은 크다.) 따라서 정확한 접합 부위의 온도를 알려면 ⓑ기준점(Cold Junction)의 온도를 일정하게 즉 0 ℃로 교정하여 측정할 필요가 있으나 이는 현실적으로 어려우므로 
ⓑ기준점의 온도를 보상하여 주는 것으로 대신 하는 것 이 CJR기능 이다.

9) 접합 부위의 온도가 100 ℃ 이고 기준의 온도가 20 ℃라면 열전쌍은 80℃ 에 해당하는 유기 전압을 발생할 
것 이고 여기에서 다시 20℃ 에 해당하는 전압을 더하여 주면 100 ℃의 전압을 나타낼 수 있다. 이때 기준점의 
온도를 검출하는 센서로서 측온저항체 (RTD) 를 이용 하는데 이것을 온도의 변화에 따라 저항 값이 변하는 
저항체로서 CJR 이라 부른다.

정리하여 보면.....

ⓐ온도:100℃ ⓑ온도: 20℃

여기에서 냉 접점 온도 보상에 대하여 조심하여야 할 것은 상기의 예에서 잘 나타난 것처럼 측정기로 측정을 
하는 경우에 기준점 (Cold Junction) 에서 정확한 온도 보상이 행하여져야만 한다. 결국 기준점의 최종 연결 
점(Junction)은 측정기의 연결 JACK이기 때문에 이점의 온도를 정확히 측정 보상하는 측정기 일수록 측정 
오차는 줄어든다.

열전대를 측정, 교정하기 위하여는 열전대용의 전문 교정기를 사용하는 것이 바람직하며, 현장 여건상 기존의
다기능 측정기(Multifunction Calibrator)를 사용하여 외부 CJR을 사용할 수 밖에 없는 경우는 외부 CJR을 
열전대와 이를 측정하는 측정기의 연결JACK에 최대한으로 밀착시켜 사용하지 않으면 측정 오차는 커진다. 
또 하나 염두에 두어야 할 점은 다기능 측정기는 전체적인 전기 신호를 측정하기 위하여 제작되었으므로 
기능은 다양하나 전문적인 분야에서의 정확도, 분해능 등은 저하되므로 이를 감안 현장 여건에 맞는 측정 
장비를 선정하는 것이 중요하다.

특히 CJC (냉접점 온도 보상)에 소요되는 시간 확인도 측정기에서는 중요하다. 온도 편차가 20℃이상 
(예; 겨울철 실내와 실외 기온차) 인 경우에 소요되는 시간이 의외로 장시간 (20 ~ 40분까지도 있음) 인 측정 
장비도 많이 있으므로 (대부분 고가의 실험실용 장비인 경우에는 주변 온도의 변화가 없는 곳에서 사용한다고
가정하여 생산됨)
따라서 현장형 휴대용 장비로 사용시는 이 시간이 수분 (30초 ~ 6분) 이내에 안정 되는 것인가를 필히 확인
하여야 한다. 

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