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热电偶之冷端补偿方法解析

点击次数:1010    发布时间:2017-02-08

工业热电偶的正确冷端补偿方法,很重要,因为,没有正确选择冷端补偿方法会导致测量精度的正确与否,误差很大,容易出事故,根据现场经验,有的因为冷端补偿方法失误导致产品质量问题可以说是履见不鲜,哪么什么叫:热电偶的冷端补偿?测量端为热端,通过引线与测量电路连接的端称为冷端,热电偶测量温度时要求其冷端的温度保持不变,其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时,冷端的(环境)温度变化,将影响严重测量的准确性。在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿。

热电偶的种类:

   常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家 标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。
标准化热电偶 我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC标准生产,并S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。

    热电偶的冷端补偿通常采用在冷端串联一个由热电阻构成的电桥。电桥的三个桥臂为标准电阻,另外有一个桥臂由(铜)热电阻构成。当冷端温度变化(比如升高),热电偶产生的热电势也将变化(减小),而此时串联电桥中的热电阻阻值也将变化并使电桥两端的电压也发生变化(升高)。如果参数选择得好且接线正确,电桥产生的电压正好与热电势随温度变化而变化的量相等,整个热电偶测量回路的总输出电压(电势)正好真实反映了所测量的温度值。这就是热电偶的冷端补偿原理。
   但热电阻是不需要冷端补偿的,因为所谓的冷端补偿是指热电偶得热电势是以0度为标准测量,它不需要激励源。而仪表在室温端,这样对于热电偶来讲,它就不是以0度为标准进行测量了,这样就测不准。所以在仪表的电路里,一般都要有冷端补偿电路。
   热电阻与热电偶得测温原理不一样,它是靠自身阻值随温度变化而变化的原理测温,大家给铂电阻一个电流激励,直接读出两端电压,与仪表所在环境温度几乎没有关系。如果采用四线制测量,仪表与传感器的距离还可以更远。
热电偶冷端的温度补偿
   由于热电偶的材料一般都比较特殊,而测温点到仪表的距离都很远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采用补偿导线把热电偶的冷端(自由端)延伸到温度比较稳定的控制室内,连接到 仪表端子上。必须指出,热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极,使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上,它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响,不起补偿作用。因此,还需采用其他修正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。
在使用热电偶补偿导线时必须注意型号相配,极性不能接错,补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃。

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