幾種熱電偶冷端補(bǔ)償方法比較研究

摘要:運(yùn)用文獻(xiàn)資料法對(duì)幾種常見(jiàn)的熱電偶冷端補(bǔ)償方法進(jìn)行分析比較，分析這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)、工作原理和適用范圍，以期能夠?yàn)樵趯?shí)際工作中選擇合適的補(bǔ)償方法提供參考。
一、前言
　　本文通過(guò)對(duì)幾種熱電偶冷端補(bǔ)償方法進(jìn)行比較研究，發(fā)現(xiàn)其各自的優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍，力圖為熱電偶冷端補(bǔ)償方法的選擇提供參考。
二、熱電偶測(cè)溫原理及冷端補(bǔ)償原因
(一)熱電偶測(cè)溫原理
　　熱電偶的測(cè)溫原理是:一對(duì)異質(zhì)金屬AB組成閉合回路，將其接點(diǎn)ab置于不同溫差、場(chǎng)中時(shí)，產(chǎn)生溫差電效應(yīng)，回路中有電流，兩接點(diǎn)就產(chǎn)生相應(yīng)的熱電勢(shì),通過(guò)測(cè)定該熱電勢(shì)可以實(shí)現(xiàn)溫度的測(cè)量。在實(shí)際應(yīng)用中，首先選用與熱電偶相配套的補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)將熱電偶冷端延伸到控制室，然后再與變送、顯示、記錄、調(diào)節(jié)儀表或數(shù)據(jù)采集卡等設(shè)備相連。系統(tǒng)原理示意圖如圖1所示。
 
(二)熱電偶冷端補(bǔ)償原因
　　熱電偶測(cè)溫電勢(shì)可用公式表示為:
EAB(T0-EAB(TT0)+EAB(T0,0)
　　其中，熱電偶輸出熱電勢(shì)EAB(T0)反映的是相對(duì)于冷端溫度的熱端溫度，而我們測(cè)量溫度的目的是要知道以0C為基準(zhǔn)的熱端溫度T即要通過(guò)EAB(T,0或EAB(T,TO)和T0來(lái)求出T這樣，就必須知道EAB(T0或冷端溫度T0,這種通過(guò)獲取EAB(T0)或T0進(jìn)而得到熱端溫度的過(guò)程即為熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償。由此可知熱電偶冷端溫度補(bǔ)償原因之所在及其重要性。
三、幾種熱電偶冷端補(bǔ)償方法比較研究
　　熱電偶冷端補(bǔ)償方法有很多種，本文就實(shí)際工作中比較常用的一些方法進(jìn)行了比較分析。主要包括冰點(diǎn)法0℃恒溫法、冰浴法)、電橋法、二極管補(bǔ)償法(半導(dǎo)體PN結(jié))、集成溫度傳感器補(bǔ)償法、恒溫遷移補(bǔ)償法、熱電勢(shì)修正法(計(jì)算修正法)、.軟件補(bǔ)償法(微機(jī)法)、最小二乘擬合法、鉑電阻測(cè)量冷端溫度法等方法，主要從它們的工作原理、優(yōu)缺.點(diǎn)、適用范圍等方面進(jìn)行分析比較。具體情況見(jiàn)表1。
表1熱電偶冷端補(bǔ)償方法一覽表
 
從表可以看出,不同的補(bǔ)償方法都有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍。
　　在實(shí)際工作中要根據(jù)實(shí)際需要，選擇有所側(cè)重的方法，達(dá)到理想的補(bǔ)償效果。例如:選擇方法簡(jiǎn)單易行的可冰點(diǎn)法和集成溫度傳感器補(bǔ)償法，注重補(bǔ)償成本的可以先考慮電橋法和二極管補(bǔ)償法，對(duì)精度要求較高的可以選擇熱電勢(shì)修正法、軟件補(bǔ)償法、最小二乘擬合法、鉑電阻測(cè)量冷端溫度法、集成溫度傳感器補(bǔ)償法、冰點(diǎn)法。當(dāng)然,可以結(jié)合本單位的條件設(shè)施選擇合適的補(bǔ)償方法，有線(xiàn)路方面條件的可以選擇電橋法、二極管補(bǔ)償法、二極管補(bǔ)償法、鉑電阻測(cè)量冷端溫度法?？梢愿鶕?jù)適用范圍進(jìn)行選擇,例如:根據(jù)測(cè)試對(duì)象的溫度要求選擇合適的方法,在-10℃~60℃范圍的選擇電橋法，在-25℃~80℃范圍的選擇二極管補(bǔ)償法。只能在試驗(yàn)室里進(jìn)行補(bǔ)償?shù)目梢赃x擇冰點(diǎn)法、集成溫度傳感器補(bǔ)償法、恒溫遷移補(bǔ)償法等方法，有計(jì)算機(jī)條件的可以軟件補(bǔ)償法、最小二乘擬合法。要求適用于環(huán)境溫度相對(duì)恒定情況的可以選擇熱電勢(shì)修正法、鉑電阻測(cè)量冷端溫度法。
四、結(jié)論
　　本文針對(duì)實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題，提出九種常用的補(bǔ)償方法并對(duì)它們的優(yōu)缺點(diǎn)、工作原理和適用范圍等方面進(jìn)行比較研究，這些補(bǔ)償方法有其自身側(cè)重點(diǎn)，在實(shí)際工作過(guò)程中,要根據(jù)工作實(shí)際需要、結(jié)合具體環(huán)境，選用合適補(bǔ)償方法，以達(dá)到良好的效果。