熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償

由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時(shí)）而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn)為了節(jié)省熱電偶材料降低成本通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)連接到儀表端子上。必須指出熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上它本身并不能消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響不起補(bǔ)償作用。因此還需采用其他修正方法來(lái)補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響。

在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號(hào)相配極性不能接錯(cuò)補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過(guò)100℃。常用熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線列于表3-1中。

表3-1常用熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線

注：補(bǔ)償導(dǎo)線型號(hào)頭一個(gè)字母與熱電偶分度號(hào)相對(duì)應(yīng)；第二個(gè)字母字X表示延伸型補(bǔ)償導(dǎo)線字母C表示補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線。

1、冷端溫度校正法

因各種熱電偶的分度關(guān)系是在冷端溫度為0℃時(shí)得到的,如果測(cè)溫?zé)犭娕嫉臒岫藶閠℃冷端溫度t<>0℃(t0>0℃)就不能用測(cè)得的E(t,t0)去查分度表得t,必須根據(jù)下式進(jìn)行修正：

式中：E(t,0)--冷端為0℃而熱端為t℃時(shí)的熱電勢(shì)；E(t, t0)--冷端為t0℃而熱端為t℃時(shí)的熱電勢(shì)；E(t0,0)--冷端為0℃時(shí)應(yīng)加的校正值。

2、儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法

對(duì)于具有零位調(diào)整的顯示儀表而言如果熱電偶冷端溫度t0較為恒定時(shí)可采用測(cè)溫系統(tǒng)未工作前預(yù)先將顯示儀表的機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整到t0℃上,這相當(dāng)于把熱電勢(shì)修正值E(t0,0)預(yù)先加到了顯示儀表上,當(dāng)此測(cè)量系統(tǒng)投入工作后,顯示儀表的示值就是實(shí)際的被測(cè)溫度值。

3、補(bǔ)償電橋法

當(dāng)熱電偶冷端處溫度波動(dòng)較大時(shí),一般采用補(bǔ)償電橋法,基測(cè)量線路如圖3-1所示。補(bǔ)償電橋法是利用不平衡電橋(又稱(chēng)冷端補(bǔ)償器)產(chǎn)生不平衡電壓來(lái)自動(dòng)補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢(shì)變化。

采用補(bǔ)償電橋法是必須注意下列幾點(diǎn)：

（1）補(bǔ)償器接入測(cè)量系統(tǒng)時(shí)正負(fù)極性不可接反。

（2）顯示儀表的機(jī)械零位應(yīng)調(diào)整到冷端溫度補(bǔ)償器設(shè)計(jì)時(shí)的平衡溫度如補(bǔ)償器是按t0=20℃時(shí)電橋平衡設(shè)計(jì)的則儀表機(jī)械零位應(yīng)調(diào)整到20℃處。

（3）因熱電偶的熱電勢(shì)和補(bǔ)償電橋輸出電壓兩者隨溫度變化的特性不完全一致故冷端補(bǔ)償器在補(bǔ)償溫度范圍內(nèi)得不到完全補(bǔ)償，光照度計(jì)但誤差很小能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。

圖

除了以上幾種補(bǔ)償方法外科研和實(shí)驗(yàn)室中還常彩和冰浴法。

以上幾種補(bǔ)償法常用于熱電偶和動(dòng)圈顯示儀表配套的測(cè)溫系統(tǒng)中。由于自動(dòng)電子電位差計(jì)和溫度變送器等溫度測(cè)量?jī)x表的測(cè)量線路中已設(shè)置了冷端補(bǔ)償電路因此，熱電偶與它們配套使用時(shí)不用再考慮補(bǔ)償方法，但補(bǔ)償導(dǎo)線仍舊需要。