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热电偶的冷端补偿问题
时间:2010-04-11 点击次数:2291

摘要:热电偶在I业控制中应用极为广泛,其冷端补偿直接影响到测量和控制的精硝度。本文提出1几种具体的补偿办法和实际补偿电路的计算方法及设计思路。

在工业控制中,温度是一个重要参数,我们zui常见的测温方法是采用温度传感器和温度指示仪表,热电偶是我们常用的温度传感器,由于热电偶种类多、测温范围广、性能较稳定、工业用热电偶价格较低廉等特点,在工业生产和控制中获得了广泛的应用。但热电偶应用有两大问题:一是热电偶的非线性问题,非线性将给测量带来误差,一般在二次仪表中进行非线性校正 二是热电偶的冷端补偿问题,这是由热电偶本身工作性质决定的.

2 热电偶的补偿原因

热电偶为什么要进行冷端补偿,这得从热电偶的工作原理谈起。热电偶原理示意图:如图l所示。

图1 热电偶原理示意困

热电偶的作用原理是:当两种不同的导体两靖接台成回路时,由于接合点温度不同,会在圆路里产生热电流的物理现象,热电偶由2根不同导线(热电极)A和B组成,它们一端互相焊接(如t端),形成热电偶的工作端,用它插入待测介质中测量温度。另一端(如to端)温度保持恒定,称作参考端(或自由端)。通常,我们把参考端也称为冷端。利用两端(工作端和冷端)温差和热电势的函数关系来测量温度.一般使冷端。to= 0℃,我们使用的热电偶分度表就是冷端为零度的;另外,我们制作的温度仪表也是以冷端为零度作为条件的 因此,如果在实际使用时冷端不是零度,必须对拎端加以补偿(修正),从而产生丁许多冷端补偿办法。

3 热电偶补偿方法概述

热电偶的温度一毫伏关系曲线是在自由端温度为零度时捌度的,但在实际应用时,由于热电偶的冷靖、工作端离的很近,同时,由于冷端暴露在空同,受到周围介质温度波动的影响,所以它的温度不会保持在零度不变,因而引起测量误差。为了消除这些误差,通常采用的方法主要有下列几种:

• 冰水保温方式
• 恒温槽方式;
• 电子电路补偿方式。

电子电路补偿方法是我们讨论的重点。在实际工作中,我们采用如下方法:

1)冰水保温方法2

这种方法在实验室里检定热电偶时采用用补偿导线将热电偶引至离检定炉适当远的地方,甩保温瓶盛上冰水混台物,自由端放于其中即可。这种方法较繁琐。

2)冷端温度校正法1
;景向前

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