熱電偶溫度測量方法

　　1、補償導線

　　在一定溫度范圍內，與配用熱電偶的熱電特性相同的一對帶有絕緣層的導線稱為補償導線。若與所配用的熱電偶正確連接，其作用是將熱電偶的參比端延伸到遠離熱源或環境溫度較恒定的地方。使用補償導線的優點：

　�、俑纳茻犭娕紲y溫線路的機械與物理性能，采用多股或小直徑補償導線可提高線路的撓性，接線方便，也可以調節線路的電阻或屏蔽外界干擾；

　�、诮档蜏y量線路的成本。當熱電偶與儀表的距離很遠時，可用賤金屬補償型補償導線代替貴金屬熱電偶。

　　在現場測溫中，補償導線除了可以延長熱電偶參比端，節省貴金屬材料外，若采用多股補償導線，還便于安裝與鋪設；用直徑粗、電導系數大的補償導線，還可減少測量回路電阻。采用補償導線雖有許多優點，但必須掌握它的特點，否則，不僅不能補償參比端溫度的影響，反而會增加測溫誤差。補償導線的特點是：在一定溫度范圍內，其熱電性能與熱電偶基本一致。它的作用只是把熱電偶的參比端移至離熱源較遠或環境溫度恒定的地方，但不能消除參比端不為0℃的影響，所以，仍須將參比端的溫度修正到0℃。

　　補償導線使用時的注意事項如下：

　�、俑鞣N補償導線只能與相應型號的熱電偶匹配使用；連接時，切勿將補償導線極性接反；

　�、谘a償導線與熱電偶連接點的溫度，不得超過規定的使用溫度范圍，通常接點溫度在100 ℃以下，耐熱用補償導線可達200℃；

　�、塾捎谘a償導線與電極材料通常并不完全相同，因此兩連接點溫度必須相同，否則會產生附加電勢、引入誤差；

　�、茉谛韪呔�度測溫場合，處理測量結果時應加上補償導線的修正值，以保證測量精度。

　　2、參比端處理

　　我們經常使用的熱電偶分度表，都是以熱電偶參比端為0℃條件下制作的。在實驗室條件下可采取諸如在保溫瓶內盛滿冰水混合物（最好用蒸餾水及用蒸餾水制成的冰），并且，保溫瓶內要有足夠數量的冰塊，保證參比端為0℃（值得注意的是，冰水混合物并不一定就是0℃，只有在冰水兩相界面處才是0℃）�；蚶�用半導體制冷的原理制成的電子式恒溫槽使參比端溫度保持在0℃。

　　在工業測溫現場一般不能使參比端保持0℃，在計算機尤其是微處理器和單片機推廣普及前，這是個十分令人頭痛的問題。各國從事熱電偶溫度測量研究與應用的科技工作者，對各種分度號熱電偶參比端不為0℃，設計了許多補償方案和專用補償電路，并因此申報了許多專利。但這些成果的適用范圍和應用效果都不很理想。

　　現在由于計算機，尤其是微處理器和單片機的推廣普及，智能化測溫儀普遍采用下述以軟件為主的補償方式：

　　當熱電偶的測量端和參比端溫度分別為t、t₁，假定t₁>t₀＝0℃，則熱電動勢

EAB（t，t₀）＝EAB（t，t₁）+EAB（t₁，t₀）　　　　　　　　　　　　　　　　�。�1）

　　可變成

EAB（t，0）＝EAB（t，t₁）+EAB（t₁，0）　　　　　　　　　　　　　　　　　�。�2）

　　式中，EAB（t，t₀）為測量端和參比端溫度分別為t、t₀時的熱電勢；

　　EAB（t₁，t₀）為測量端和參比端溫度分別為t₁、t₀時的熱電勢；

　　EAB（t，t₁）為測量端和參比端溫度分別為t、t₁時的熱電勢。

　　在工業現場實際測量溫度時，智能化儀器增加一路測量參比端（由于其置于現場正常環境中，溫度變動范圍不大，因此，測量參比端的感溫元件可采用價格十分低廉的銅電阻或下面將介紹的半導體集成溫度傳感器AD590或DSl820等） 溫度t₁的電路。EAB（t，t₁）是由智能化儀器通過測量端和參比端輸入回路直接測得，EAB（t₁，0）則由智能化儀器根據另一路測得的參比端環境溫度t₁，通過查找存入儀器程序存儲器中的對應熱電偶分度表得到，兩者相加求得EAB（t，0）；再由EAB（t，0）儀器程序存儲器中的對應熱電偶分度表得到熱電偶測量端的真實溫度t的數值。

　　以上這種方法對各種標準化與非標準化熱電偶均適用，具有成本十分低廉，補償精度高的特點，因此目前已被各種智能化（熱電偶）測溫控溫儀器廣泛采用。

　　【例1】 用K型熱電偶測爐溫時，測得參比端溫度t₁＝38℃；測得測量端和參比端間的熱電動勢E（t，38）＝29.90 mV，試求實際爐溫。

　　【解】 由K型分度表查得E（38，0）＝1．53 mv，由式（6-11）可得到：

　　E（t，0）＝E（t，t₁）+E（t₁，0）＝（29.90+1.53）mV＝31.43mV

　　再查K型分度表，由31.43mV查得實際爐溫755℃。

　　上述例子中，若參比端不作修正，則按所測測量端和參比端間的熱電動勢E（t，38）＝29.90 mV查K型分度表得對應的爐溫為718℃，與實際爐溫755℃相差37℃，由此產生的相對誤差約為5％。由此可見，如果不考慮參比端溫度修正和補償，有時將產生相當大的（溫度）測量誤差。