熱電偶冷端補償的必要性

來源：重慶歐德儀表有限公司 2022年03月18日 10:26

熱電偶的熱電勢大小不僅與熱端溫度有關，而且也與冷端溫度有關，只有當冷端溫度恒定時，才能通過測量熱電勢的大小得到熱端的溫度。

方法

補償導線法（實現冷端遷移，降低電路成本）、熱電偶冷端溫度恒溫法、計算修正法、冷端補償電橋法（利用直流不平衡電橋產生的電勢來補償熱電偶冷端溫度變化而引起的熱電勢的變化值。）。

原理

補償導線在100℃（或200℃）以下的溫度范圍內，具有與熱電偶相同的熱電特性，用它連接熱電偶可起到延長熱電偶冷端的作用。

熱電偶冷端溫度恒溫法：
在一個保溫瓶里放冰水混合物，1個標準大氣壓（101.325KPa）的冰和純水的平衡溫度為0℃。在密封的蓋子上插上若干支試管，試管的直徑應盡量小，并有足夠的插入深度。試管底部有少量高度相同的水銀或變壓器油，若放水銀則可把補償導線與銅導線直接插入試管中的水銀里，形成導電通路。不過在水銀面上應加少量蒸餾水并用石蠟封結，以防止水銀蒸發和溢出。

計算修正法

在實際應用中，熱電偶的參比端往往不是0℃，而是環境溫度T，這時測量出的回路熱電勢要小。因此，必須加上環境溫度T與冰點T之間溫差所產生的熱電勢后才能符合熱電偶分度表的要求。根據連接導體和中間溫度則有：E=(T，0)=E(T，T)+E(T，0)?？捎檬覝赜嫓y出環境溫度T，從分度表查出E(T，0)的值，然后加上熱電偶回路熱電勢E(T，T)，得到E=(T，0)的值，反查分度表即可得到準確的被測溫度T值。

熱電偶冷端補償

熱電偶測量溫度時要求其冷端（測量端為熱端，通過引線與測量電路連接的端稱為冷端）的溫度保持不變，其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關系。若測量時，冷端的（環境）溫度變化，將影響嚴重測量的準確性。在冷端采取一定措施補償由于冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補償。熱電偶的冷端補償通常采用在冷端串聯一個由熱電阻構成的電橋。電橋的三個橋臂為標準電阻，另外有一個橋臂由（銅）熱電阻構成。當冷端溫度變化（比如升高），熱電偶產生的熱電勢也將變化（減小），而此時串聯電橋中的熱電阻阻值也將變化并使電橋兩端的電壓也發生變化（升高）。如果參數選擇得好且接線正確，電橋產生的電壓正好與熱電勢隨溫度變化而變化的量相等，整個熱電偶測量回路的總輸出電壓（電勢）正好真實反映了所測量的溫度值。這就是熱電偶的冷端補償原理。

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