熱電偶冷端補(bǔ)償方式

　　熱電偶是溫度測量儀表中常用的測溫元件，直接測量溫度，并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號，通過電氣儀表(二次儀表)轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。各種熱電偶的外形常因需要而極不相同，但是它們的基本結(jié)構(gòu)卻大致相同，通常由熱電極、絕緣套保護(hù)管和接線盒等主要部分組成，通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調(diào)節(jié)器配套使用。

　　要了解熱電偶的溫度補(bǔ)償問題，就要從熱電偶的原理著手，現(xiàn)只談?wù)勁c之相關(guān)的熱電偶閉合回路的總熱電勢和中間溫度定則。前者說明了:對于已選定的熱電偶，當(dāng)參比端溫度恒定時(shí)，則總的熱電動勢就成測量端溫度的單值函數(shù)。即一定的熱電勢對應(yīng)著一定的溫度，而熱電偶的分度表中，參比端溫度均為0度。但在應(yīng)用現(xiàn)場，參比端溫度千差萬別，不可能都恒定在0度，這就會產(chǎn)生測量誤差，這就是熱電偶要進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)脑?。在?shí)際應(yīng)用中常把熱電偶的參比端稱為冷端。

　　熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成分的材質(zhì)導(dǎo)體A和B組成閉合回路，當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí)，回路中就會有電流通過，此時(shí)兩端之間就存在電動勢——熱電動勢，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)。

　　熱電偶的電極A、B連接點(diǎn)通常用電弧焊、電熔焊、錫焊等焊接在一起。焊點(diǎn)要求圓滑、直徑小、接觸好、牢固，增強(qiáng)熱電偶的靈敏度和耐用性。兩種不同成分的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極，溫度較高的一端為工作端T，溫度較低的一端為自由端T0，自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下。該電動勢的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象稱為“熱電效應(yīng)”，兩種導(dǎo)體組成的回路稱為“熱電偶”，這兩種導(dǎo)體稱為“熱電極”，產(chǎn)生的電動勢則稱為“熱電動勢”。根據(jù)熱電動勢與溫度的函數(shù)關(guān)系，制成熱電偶分度表 。

　　熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ?

　　1.冰浴法，也能叫恒溫法、冰點(diǎn)槽法，常用在實(shí)驗(yàn)室，即把參比端溫度恒定在0度，但做起來成本高、難度大。把熱電偶冷端放在溫度為0℃的容器中，容器內(nèi)裝有冰屑和清潔水的混合物，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰、水共存時(shí)其溫度為0℃。此時(shí)熱電偶輸出的熱電勢準(zhǔn)確地與分度值相一致，恒溫法只適用于實(shí)驗(yàn)室作精密測量。

　　熱電勢計(jì)算修正法：實(shí)際測溫工作中，保持冷端溢度為or很不方便，但可使冷端保持在某一恒定的溫度℃。這時(shí)可采取熱電勢修正法。

　　這種方法的前提是保持冷端溫度恒定，不然是無法進(jìn)行修正的保持冷端恒足常采用以下方法。

　　(1)冷端放在用自動控制原理加熱的恒滿容器中，該方法簡單。

　　(2)冷端放入盛油的容器內(nèi)，利用油的熱情性保持接近室溫。

　　(3)自然恒溫法：即把冷端引入到溫度比較穩(wěn)定的環(huán)境中。如把冷端放在固定的鐵盒內(nèi)。將鐵盒深埋地下或置于8A度變化比較小的流動水冷卻裝置甲。利用鐵盒較大的熱容貴特性，使冷端溫度變化甚微或緩慢。

　　2.冷端溫度校正法，常用在要求不高的現(xiàn)場，即當(dāng)冷端溫度無法恒定為0度，就需要對儀表的指示值進(jìn)行修正。做起來容易但誤差較大。

　　這是一種在現(xiàn)場測量中常采用的一種，不需把冷端溫度換算成熱電勢的修正方法·當(dāng)熱電偶冷端溫度時(shí)，熱電偶輸出的熱電勢比EAa(℃?！鎜)小，該熱電勢輸入儀表后，儀表的指示溫度℃，與被測的真實(shí)溫度之間差0℃。實(shí)際現(xiàn)場測量時(shí)?？蓪@示儀表的機(jī)械零點(diǎn)預(yù)先加以調(diào)整。按溫度刻度的儀表，調(diào)整至℃。按毫伏刻度的儀表調(diào)整至E。因此這種方法又稱為儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法。

　　3.補(bǔ)償電橋法，較少單獨(dú)使用，是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢來補(bǔ)償熱電偶冷端溫度變化所引起的熱電勢變化值。補(bǔ)償電橋有單獨(dú)產(chǎn)品，也有做在儀表內(nèi)的。

　　4.補(bǔ)償導(dǎo)線法，這是最常用的方法，即把熱電偶延長，把冷端引至溫度較穩(wěn)定的地方(通常為控制室)，然后由人工來調(diào)整冷端溫度，即把儀表零點(diǎn)調(diào)至室溫,或由儀表內(nèi)電路進(jìn)行自動補(bǔ)償。對于貴金屬熱電偶把熱電偶延長也是不可能的，因?yàn)閮r(jià)格太高行不通，就用熱電特性相近的賤金屬來做延長導(dǎo)線，中間溫度定則是應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線的理論基礎(chǔ)。補(bǔ)償導(dǎo)線并不能自動補(bǔ)償熱電偶冷端溫度的變化，僅只是將熱電偶冷端引至溫度較穩(wěn)定的地方而已，補(bǔ)償還要由人工和儀表來進(jìn)行。因此補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)該叫做熱電偶延長線，這樣才不會給人造成錯(cuò)誤的理解。

　　在熱電兩回路中反向申聯(lián)一支同型號的熱電偶。稱為補(bǔ)償熱電偶。這里A'。A'為補(bǔ)償熱電偶的熱電極，遠(yuǎn)傳式水表其測a端工于恒定的退度℃o處，利用它產(chǎn)生的反向熱電勢來補(bǔ)償工作熱電偶的冷端熱電勢。此法常用于多點(diǎn)測盆。

　　5、測量裝置中的自動在線補(bǔ)償，將其留給測量儀器自動計(jì)算。 測量儀器(轉(zhuǎn)換器，DCS輸入卡)可以隨時(shí)測量冷接點(diǎn)溫度，并自動在線糾正冷接點(diǎn)錯(cuò)誤。 該儀器還知道熱電偶的類型，因此可以自動連續(xù)地進(jìn)行校正。對于正常的測量和校準(zhǔn)，這應(yīng)該是補(bǔ)償冷接觸最實(shí)用的方法。

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