熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償

熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償

由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時(shí)）而測溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn)為了節(jié)省熱電偶材料降低成本通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)連接到儀表端子上。必須指出熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響不起補(bǔ)償作用。因此還需采用其他修正方法來補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對測溫的影響。

在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號相配極性不能接錯補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過100℃。常用熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線列于表3-1中。

表3-1常用熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線

注：補(bǔ)償導(dǎo)線型號頭一個(gè)字母與熱電偶分度號相對應(yīng)；第二個(gè)字母字X表示延伸型補(bǔ)償導(dǎo)線字母C表示補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線。

1、冷端溫度校正法

因各種熱電偶的分度關(guān)系是在冷端溫度為0℃時(shí)得到的,如果測溫?zé)犭娕嫉臒岫藶閠℃冷端溫度t<>0℃(t0>0℃)就不能用測得的E(t,t0)去查分度表得t,必須根據(jù)下式進(jìn)行修正：

式中：E(t,0)--冷端為0℃而熱端為t℃時(shí)的熱電勢；E(t, t0)--冷端為t0℃而熱端為t℃時(shí)的熱電勢；E(t0,0)--冷端為0℃時(shí)應(yīng)加的校正值。

2、儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法

對于具有零位調(diào)整的顯示儀表而言如果熱電偶冷端溫度t0較為恒定時(shí)可采用測溫系統(tǒng)未工作前預(yù)先將顯示儀表的機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整到t0℃上,這相當(dāng)于把熱電勢修正值E(t0,0)預(yù)先加到了顯示儀表上,當(dāng)此測量系統(tǒng)投入工作后,顯示儀表的示值就是實(shí)際的被測溫度值。

3、補(bǔ)償電橋法

當(dāng)熱電偶冷端處溫度波動較大時(shí),一般采用補(bǔ)償電橋法,基測量線路如圖3-1所示。補(bǔ)償電橋法是利用不平衡電橋(又稱冷端補(bǔ)償器)產(chǎn)生不平衡電壓來自動補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化。

采用補(bǔ)償電橋法是必須注意下列幾點(diǎn)：

（1）補(bǔ)償器接入測量系統(tǒng)時(shí)正負(fù)極性不可接反。

（2）顯示儀表的機(jī)械零位應(yīng)調(diào)整到冷端溫度補(bǔ)償器設(shè)計(jì)時(shí)的平衡溫度如補(bǔ)償器是按t0=20℃時(shí)電橋平衡設(shè)計(jì)的則儀表機(jī)械零位應(yīng)調(diào)整到20℃處。

（3）因熱電偶的熱電勢和補(bǔ)償電橋輸出電壓兩者隨溫度變化的特性不完全一致故冷端補(bǔ)償器在補(bǔ)償溫度范圍內(nèi)得不到完全補(bǔ)償，光照度計(jì)但誤差很小能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。

圖

除了以上幾種補(bǔ)償方法外科研和實(shí)驗(yàn)室中還常彩和冰浴法。

以上幾種補(bǔ)償法常用于熱電偶和動圈顯示儀表配套的測溫系統(tǒng)中。由于自動電子電位差計(jì)和溫度變送器等溫度測量儀表的測量線路中已設(shè)置了冷端補(bǔ)償電路因此，熱電偶與它們配套使用時(shí)不用再考慮補(bǔ)償方法，但補(bǔ)償導(dǎo)線仍舊需要。