熱電偶為什么需要冷端補(bǔ)償?熱電偶冷端補(bǔ)償原理是什么?

在這篇文章中，小編將對(duì)測(cè)試測(cè)量儀器熱電偶的相關(guān)內(nèi)容和情況加以介紹以幫助大家增進(jìn)對(duì)它的了解程度，和小編一起來(lái)閱讀以下內(nèi)容吧。

一、熱電偶為什么需要冷端補(bǔ)償

在溫度測(cè)量中，熱電偶的應(yīng)用極為廣泛，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、測(cè)量范圍廣、精度高、慣性小和輸出信號(hào)便于遠(yuǎn)傳等許多優(yōu)點(diǎn)。另外，由于熱電偶是一種無(wú)源傳感器，測(cè)量時(shí)不需外加電源，使用十分方便，所以常被用作測(cè)量爐子、管道內(nèi)的氣體或液體的溫度及固體的表面溫度。

熱電偶的輸出信號(hào)是與溫度直接對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，所以使用非常簡(jiǎn)單，只需選擇配套 的儀表即可。從熱電效應(yīng)原理可知，其熱電動(dòng)勢(shì)與兩端溫度均有關(guān)，而分度表是在冷端溫度為0℃的條件下給出的。但在實(shí)際使用時(shí)，冷端常?？拷粶y(cè)物，且受環(huán)境溫度的影 響，其溫度無(wú)法保持0℃，這樣就產(chǎn)生了測(cè)量誤差。所以必須采取相應(yīng)的措施來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償 或修正，常用的方法有冷端恒溫法、補(bǔ)償導(dǎo)線法、補(bǔ)償電橋法、計(jì)算修正法等幾種。

熱電偶電勢(shì)的大小與其兩端的溫度有關(guān)，其溫度熱電勢(shì)關(guān)系曲線是在冷端溫度為0C時(shí)分度的。在實(shí)際應(yīng)用中，由于熱電偶冷端暴露在空間受到周圍環(huán)境溫度的影響，所以測(cè)溫中的冷端溫度不可能保持在0C不變， 也不可能固定在某個(gè)溫度不變，而熱電偶電勢(shì)既決定于熱端溫度，也決定于冷端溫度。所以如果冷端溫度自由變化，必然會(huì)引起測(cè)量誤差。為了消除這種誤差，必然進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償。

二、熱電偶冷端補(bǔ)償原理

在這部分，我們主要來(lái)了解一下熱電偶的冷端補(bǔ)償原理。

補(bǔ)償應(yīng)該是接觸式溫度傳感器的冷端補(bǔ)償，例如熱電偶。只有知道其冷端溫度，才能測(cè)量出其測(cè)量端溫度和提高標(biāo)準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度。

熱電偶是基于金屬導(dǎo)體的的熱電效應(yīng)，而熱電效應(yīng)產(chǎn)生的電勢(shì)有帕爾貼效應(yīng)和湯姆遜效應(yīng)。帕爾貼效應(yīng)是接觸電勢(shì)，湯姆遜效應(yīng)是溫差電勢(shì)。由此可知，熱電偶的熱電效應(yīng)是由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)兩部分組成的。

根據(jù)熱電偶的作用原理可知，熱電偶的熱電勢(shì)大小不僅與測(cè)量端溫度有關(guān)，還與冷端溫度有關(guān)，是測(cè)量端溫度和冷端溫度的函數(shù)差。為了保證溫度傳感器輸出電勢(shì)是被測(cè)量溫度的單值函數(shù)，必須得將冷端溫度保持不變。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，熱電偶的冷端與熱端相隔距離近，冷端就是其接線盒處，而且容易受到周圍環(huán)境溫度波動(dòng)影響，冷端溫度很難保證恒定，保持在0℃就更加難了，因此必須得采取措施。

在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化中，通常是把溫度測(cè)量信號(hào)輸送到集中控制室里。還有就是冷端離被測(cè)對(duì)象很近，使得冷端溫度波動(dòng)較大。所以，一般用補(bǔ)償導(dǎo)線將熱電偶冷端延伸出來(lái)，這種較為廉價(jià)的金屬導(dǎo)線在一定溫度范圍內(nèi)(0-100℃)具有和所連接的熱電偶有相同的熱電性能。

例如K型熱電偶，它的補(bǔ)償導(dǎo)線型號(hào)KC，正極材料是銅、負(fù)極材料是銅鎳合金。補(bǔ)償導(dǎo)線的絕緣層顏色，正極為紅色、負(fù)極為藍(lán)色。例如E型熱電偶，它的補(bǔ)償導(dǎo)線型號(hào)是EX，正極材料是鎳鉻合金，負(fù)極材料是銅鎳合金。補(bǔ)償導(dǎo)線的絕緣層顏色，正極為紅色，負(fù)極為棕色。

補(bǔ)償導(dǎo)線的型號(hào)第一個(gè)字母與配用熱電偶的型號(hào)相對(duì)應(yīng)，其第二個(gè)字母表示延伸型補(bǔ)償導(dǎo)線。而字母C表示補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線的所選金屬材料與熱電偶電極材料不同，而字母X表示補(bǔ)償導(dǎo)線的材料與熱電偶電極材料相同。

以上所有內(nèi)容便是小編此次為大家?guī)?lái)的有關(guān)熱電偶的所有介紹，如果你想了解更多有關(guān)它的內(nèi)容，不妨在我們網(wǎng)站或者百度、google進(jìn)行探索哦。