熱電偶冷端補(bǔ)償電路

熱電偶是一種常用的溫度測量儀器，其原理是利用不同物質(zhì)溫差產(chǎn)生的電動勢來測量物體的溫度。具體來說，熱電偶由兩種不同金屬線構(gòu)成，在其兩端形成熱接頭和冷接頭，在測量物體溫度時，熱接頭受到加熱，溫度升高，而冷接頭溫度不變，從而導(dǎo)致兩種金屬線的電動勢差異，可以通過電路進(jìn)行測量和計(jì)算。

然而，實(shí)際應(yīng)用中會遇到一個問題，即熱電偶冷端的溫度會對電動勢的測量產(chǎn)生影響。因?yàn)槔涠舜嬖跍囟炔町悾瑫a(chǎn)生不同于熱接頭的電動勢，這就稱為“熱電偶冷端電動勢”或“冷端電動勢”。這種影響會造成溫度測量的不準(zhǔn)確和誤差，這就需要通過補(bǔ)償電路進(jìn)行處理。

熱電偶的冷端補(bǔ)償電路是一個簡單有效的解決方案。其基本原理是利用電路中額外連接的一個溫度傳感器來測量冷端溫度，并通過電路來計(jì)算并抵消冷端電動勢。這樣可以安全地將熱電偶測量所需的信號連接到遠(yuǎn)離測量點(diǎn)的測量儀器上，同時提高溫度測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體A和B組成閉合回路，當(dāng)兩端存在溫度梯度時，回路中就會有電流通過，此時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)(Seebeck effect）。

熱電偶的電極A、B兩接點(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。

兩種不同成份的均質(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；

常用熱電偶分度號

（1）鉑銠10－鉑熱電偶（分度號S）其測溫范圍為0～1600℃

（2）鉑銠30－鉑銠6熱電偶（分度號為B）其測溫范圍為0～1700℃

（3）鎳鉻－鎳硅熱電偶（分度號為K）其測溫范圍為—200～+1200℃

（4）鎳鉻－康銅熱電偶（分度號為E）其測溫范圍為—200～+900℃

冷端補(bǔ)償

分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的，不同的熱電偶具有不同的分度表。從熱電效應(yīng)原理可知，其熱電動勢與兩端溫度均有關(guān)，而分度表是在冷端溫 度為0℃的條件下給出的。但在實(shí)際使用時，冷端常?？拷粶y物，且受環(huán)境溫度的影 響，其溫度無法保持0℃，這樣就產(chǎn)生了測量誤差。

所以必須采取相應(yīng)的措施來進(jìn)行補(bǔ)償或修正，常用的方法有冷端恒溫法、補(bǔ)償導(dǎo)線法、補(bǔ)償電橋法、計(jì)算修正法等幾種。

1.1補(bǔ)償導(dǎo)線

補(bǔ)償導(dǎo)線是在一定溫度范圍內(nèi)（0~100℃）具有與所匹配熱電偶熱電動勢相同標(biāo)稱值的一對帶有絕緣層的導(dǎo)線，用它們連接熱電偶與測量裝置，以補(bǔ)償它們與熱電偶連接處的溫度變化所產(chǎn)生的誤差。