常见热电偶型号(热电偶冷端补偿方式)

Posted 2023-05-25

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常见热电偶型号(热电偶冷端补偿方式)

热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。

热电偶的原理

　　要了解热电偶的温度补偿问题，就要从热电偶的原理着手，现只谈谈与之相关的热电偶闭合回路的总热电势和中间温度定则。前者说明了:对于已选定的热电偶，当参比端温度恒定时，则总的热电动势就成测量端温度的单值函数。即一定的热电势对应着一定的温度，而热电偶的分度表中，参比端温度均为0度。但在应用现场，参比端温度千差万别，不可能都恒定在0度，这就会产生测量误差，这就是热电偶要进行温度补偿的原因。在实际应用中常把热电偶的参比端称为冷端。

热电偶测温的基本原理是两种不同成分的材质导体A和B组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。

塞贝克效应

　　热电偶的电极A、B连接点通常用电弧焊、电熔焊、锡焊等焊接在一起。焊点要求圆滑、直径小、接触好、牢固，增强热电偶的灵敏度和耐用性。两种不同成分的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端T，温度较低的一端为自由端T0，自由端通常处于某个恒定的温度下。该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。这种现象称为“热电效应”，两种导体组成的回路称为“热电偶”，这两种导体称为“热电极”，产生的电动势则称为“热电动势”。根据热电动势与温度的函数关系，制成热电偶分度表。

　　热电偶冷端温度补偿的方法有:

　　1.冰浴法，也能叫恒温法、冰点槽法，常用在实验室，即把参比端温度恒定在0度，但做起来成本高、难度大。把热电偶冷端放在温度为0℃的容器中，容器内装有冰屑和清洁水的混合物，在标准大气压下冰、水共存时其温度为0℃。此时热电偶输出的热电势准确地与分度值相一致，恒温法只适用于实验室作精密测量。

　　热电势计算修正法：实际测温工作中，保持冷端溢度为or很不方便，但可使冷端保持在某一恒定的温度℃。这时可采取热电势修正法。

　　这种方法的前提是保持冷端温度恒定，不然是无法进行修正的保持冷端恒足常采用以下方法。

　　(1)冷端放在用自动控制原理加热的恒满容器中，该方法简单。

　　(2)冷端放入盛油的容器内，利用油的热情性保持接近室温。

　　(3)自然恒温法：即把冷端引入到温度比较稳定的环境中。如把冷端放在固定的铁盒内。将铁盒深埋地下或置于8A度变化比较小的流动水冷却装置甲。利用铁盒较大的热容贵特性，使冷端温度变化甚微或缓慢。

　　2.冷端温度校正法，常用在要求不高的现场，即当冷端温度无法恒定为0度，就需要对仪表的指示值进行修正。做起来容易但误差较大。

　　这是一种在现场测量中常采用的一种，不需把冷端温度换算成热电势的修正方法·当热电偶冷端温度时，热电偶输出的热电势比EAa(℃。℃o)小，该热电势输入仪表后，仪表的指示温度℃，与被测的真实温度之间差0℃。实际现场测量时。可将显示仪表的机械零点预先加以调整。按温度刻度的仪表，调整至℃。按毫伏刻度的仪表调整至E。因此这种方法又称为仪表机械零点调整法。

　　3.补偿电桥法，较少单独使用，是利用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶冷端温度变化所引起的热电势变化值。补偿电桥有单独产品，也有做在仪表内的。

　　4.补偿导线法，这是最常用的方法，即把热电偶延长，把冷端引至温度较稳定的地方(通常为控制室)，然后由人工来调整冷端温度，即把仪表零点调至室温,或由仪表内电路进行自动补偿。对于贵金属热电偶把热电偶延长也是不可能的，因为价格太高行不通，就用热电特性相近的贱金属来做延长导线，中间温度定则是应用补偿导线的理论基础。补偿导线并不能自动补偿热电偶冷端温度的变化，仅只是将热电偶冷端引至温度较稳定的地方而已，补偿还要由人工和仪表来进行。因此补偿导线应该叫做热电偶延长线，这样才不会给人造成错误的理解。

　　在热电两回路中反向申联一支同型号的热电偶。称为补偿热电偶。这里A'。A'为补偿热电偶的热电极，远传式水表其测a端工于恒定的退度℃o处，利用它产生的反向热电势来补偿工作热电偶的冷端热电势。此法常用于多点测盆。

　　5、测量装置中的自动在线补偿，将其留给测量仪器自动计算。测量仪器(转换器，DCS输入卡)可以随时测量冷接点温度，并自动在线纠正冷接点错误。该仪器还知道热电偶的类型，因此可以自动连续地进行校正。对于正常的测量和校准，这应该是补偿冷接触最实用的方法。

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