熱電偶溫度變送器的測(cè)量原理

今天和大家探討下熱電偶溫度變送器的測(cè)量原理。把兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體A和B焊接起來(lái)，如圖1，當(dāng)連接點(diǎn)(熱端)的溫度和導(dǎo)體另一端 (冷端，也叫做參比端) 的溫度不同時(shí)，會(huì)在冷端產(chǎn)生熱電勢(shì)。 熱電偶就是利用這一現(xiàn)象將溫度量轉(zhuǎn)換成電勢(shì)量的溫度傳感器。

如果熱電偶的冷端溫度保持恒定，比如0℃，則輸出熱電勢(shì)和熱端溫度值會(huì)成一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，如下4張圖，我們看到，在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的熱電偶分度表中，列出了不同分度號(hào)熱電偶輸出熱電勢(shì)和溫度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

熱電偶溫度變送器接收現(xiàn)場(chǎng)熱電偶傳感器輸出的熱電勢(shì)，經(jīng)過(guò)隔離和線(xiàn)性化處理后,轉(zhuǎn)換成與溫度成線(xiàn)性關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。

熱電偶溫度變送器的測(cè)量原理是通過(guò)測(cè)量熱電偶輸出端的電勢(shì)差，再將電勢(shì)差通過(guò)查表和計(jì)算轉(zhuǎn)換成溫度值，從而實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量。

然而熱電偶的輸出熱電勢(shì)取決于熱端和冷端之間的溫度差，而在實(shí)際測(cè)量中，熱電偶冷端的溫度經(jīng)常發(fā)生變化，如果不對(duì)這種變化進(jìn)行補(bǔ)償，即使熱端的溫度恒定不變，冷端的溫度變化也會(huì)引起熱電勢(shì)的變化，使熱電勢(shì)不能真實(shí)反映熱端的溫度，從而引起測(cè)量誤差。

因此，熱電偶溫度變送器為了實(shí)現(xiàn)對(duì)熱端溫度的準(zhǔn)確測(cè)量，需具備有冷端補(bǔ)償功能，補(bǔ)償原理如下（如上圖）：首先需要使用和熱電偶相對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)，將熱電偶冷端接線(xiàn)至變送器端子處，變送器測(cè)量熱電偶熱端溫度為T1、冷端溫度為T2時(shí)的電勢(shì)差V1，同時(shí)用配置在變送器接線(xiàn)端子處的溫度傳感器（比如Pt100）測(cè)量冷端溫度值T2，計(jì)算得出溫度T2(冷端溫度為0℃)時(shí)該熱電偶的熱電勢(shì)V2，那么V1+V2就是該熱電偶冷端溫度為 0℃，熱端溫度T1時(shí)的電勢(shì)值，變送器再通過(guò)查表和計(jì)算得出該電勢(shì)值對(duì)應(yīng)的溫度值即可。