熱電偶測溫冷端溫度補償常用的幾種措施

熱電偶熱電勢的大小是熱端溫度和冷端的函數(shù)差，為保證輸出熱電勢是被測溫度的單值函數(shù)，必須使冷端溫度保持恒定；熱電偶分度表給出的熱電勢是以冷端溫度0℃為依據(jù)，否則會產(chǎn)生誤差。因此，常采用一些措施來消除冷鍛溫度變化所產(chǎn)生的影響，如冷端恒溫法、冷端溫度校正法、補償導線法、補償電橋法。

1．冷端恒溫法

一般熱電偶定標時冷端溫度以0℃為標準。因此，常常將冷端置于冰水混合物中，使其溫度保持為恒定的0℃。在實驗室條件下，通常把冷端放在盛有絕緣油的試管中，然后再將其放入裝滿冰水混合物的保溫容器中，是冷端保持0℃。

2．冷端溫度校正法

由于熱電偶的溫度分度表是在冷端溫度保持在0℃的情況下得到的，與它配套使用的測量電路或顯示儀表又是根據(jù)這一關系曲線進行刻度的，因此冷端溫度不等于0℃時，就需對儀表指示值加以修正。如冷端溫度高于0℃，但恒定于t0℃,則測得的熱電勢要小于該熱電偶的分度值，為求得真實溫度，可利用中間溫度法則，即用下式進行修正：

E(t,0)= E(t,t1)+ E(t1,0)

3．補償導線法

為了使熱電偶冷端溫度保持恒定(為0℃)，可將熱電偶做的很長，使冷端遠離工作端，并連同測量儀表一起放置到恒溫或溫度波動比較小的地方。但這種方法使安裝使用不方便，而且可能耗費許多貴重的金屬材料。因此，一般使用一種稱為補償導線的連接線將熱電偶冷端延伸出來。這種導線在一定溫度范圍內(nèi)(0～150℃)具有和所連接的熱電偶相同的熱電性能，若是用廉價金屬制成的熱電偶，則可用其本身的材料作為補償導線，將冷端延伸到溫度恒定的地方。

4．補償電橋法

補償電橋法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢來補償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。補償電橋現(xiàn)已標準化。不平衡電橋(即補償電橋)是由電阻R1、R2、R3和RCu組成。其中R1=R2=R3=1 ；Rs是用溫度系數(shù)很小的錳銅絲繞制而成的；RCu是有溫度系數(shù)較大的銅線繞制而成的補償電阻，0℃時，RCu=1 ；Rs的值可根據(jù)所選電偶的類型計算確定。此橋串聯(lián)在熱電偶測量回路中，熱電偶冷端與電阻RCu感受相同的溫度，在某一溫度下(通常取0℃)調(diào)整電橋平衡，使R1=R2=R3=RCu。當冷端溫度變化時，RCu隨溫度改變，破壞了電橋平衡，產(chǎn)生一不平衡電壓△U，此電壓則與熱電勢相疊加，一起送入測量儀表。適當選擇Rs的數(shù)值，可是電橋產(chǎn)生的不平衡電壓△U在一定溫度范圍內(nèi)基本上能補償由于冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。這樣，當冷端溫度有一定變化時，儀表仍然可給出正確的溫度示值。