热电偶的冷端补偿原理及校验分享

热电偶的冷端补偿原理及校验分享

一、应用范围

所有使用热电偶的场所系统，如炼铁高炉系统，布袋系统，热风炉系统等。

二、所要解决的问题

熟练掌握热电偶工作原理，冷端补偿原理，和冷端补偿的方式方法，以及热电偶常见故障现象和解决方法。

三、知识内容

一、参比端处理

我们经常使用的热电偶分度表，都是以热电偶参比端为0℃条件下制作的。在工业测温现场一般不能使参比端保持0℃。现在由于计算机尤其是微处理器和单片机推广普及，因而，智能化测温仪普遍按下述以软件为主的补偿方式：

当热电偶的测量端和参比端温度分别为t、，假定℃，则热电动势

［例6.1］：用K型热电偶测炉温时，测得参比端温度t1＝38℃；测得测量端和参比端间的热电动势E(t, 38-1 )＝29.90 mV，试求实际炉温。

［解］      由K型分度表查得E(38，0)＝1.53 mV，由式(6-11)可得到：

E(t，0)＝E(t,  t1 ) + E(t1, 0 )

＝29.90 +1.53= 31.43 mV

再查K型分度表，由31.43 mV查得到实际炉温755℃ 。

上述例子，若参比端不作修正，则按所测测量端和参比端间的热电动势E(t, 32 )＝29.90 mV查K型分度表得对应的炉温718℃，与实际炉温755℃相差37℃，由此产生的相对误差约为5%。由此可见，如果不考虑参比端温度修正、补偿有时将产生相当大的（温度）测量误差。

1、补偿导线

补偿导线的作用是把热电偶的冷端离热源较远及环境温度较稳定的地方；也就是用来延伸热电极即移动热电偶的冷端，与显 示仪表联接构成测温系统。

2、补偿导线的优点：

改善热电偶测温线路的机械与物理性能，降低测量线路的成本，节省贵金属材料，便于安装与敷设；若用直径粗、电导系数大的补偿导线，还可减少测量回路电阻。

3、补偿导线使用须注意事项如下：

各种补偿导线只能与相应型号的热电偶匹配使用；补偿导线与热电偶连接点的温度，不得超过规定的使用温度范围；由于补偿导线与电极材料通常并不完全相同，因此两连接点温度必须相同；在需高精度测温场合，处理测量结果时应加上补偿导线的修正值，以保证测量精度。

二、冷端处理及补偿

1、冰点槽法

把热电偶的参比端置于冰水混合物容器里，使T0=0℃。这种办法仅限于科学实验中使用。为了避免冰水导电引起两个连接点短路，必须把连接点分别置于两个玻璃试管里，浸入同一冰点槽，使相互绝缘。