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熱電偶測溫冷端溫度補(bǔ)償常用的幾種措施

作者:發(fā)布日期:2014-12-08 11:13:40來源:上海瓷熙瀏覽:126
    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(bǔ)償導(dǎo)線法、補(bǔ)償電橋法。
    1.冷端恒溫法
    一般熱電偶定標(biāo)時冷端溫度以0℃為標(biāo)準(zhǔn)。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(shí)驗(yàn)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(guān)系曲線進(jìn)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(shí)溫度,可利用中間溫度法則,即用下式進(jìn)行修正:
    E(t,0)= E(t,t1)+ E(t1,0)
    3.補(bǔ)償導(dǎo)線法
    為了使熱電偶冷端溫度保持恒定(最好為0℃),可將熱電偶做的很長,使冷端遠(yuǎn)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(fèi)許多貴重的金屬材料。因此,一般使用一種稱為補(bǔ)償導(dǎo)線的連接線將熱電偶冷端延伸出來。這種導(dǎo)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(bǔ)償導(dǎo)線,將冷端延伸到溫度恒定的地方。
    4.補(bǔ)償電橋法
    補(bǔ)償電橋法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢來補(bǔ)償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。補(bǔ)償電橋現(xiàn)已標(biāo)準(zhǔn)化。不平衡電橋(即補(bǔ)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(bǔ)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(dāng)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(dāng)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(bǔ)償由于冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。這樣,當(dāng)冷端溫度有一定變化時,儀表仍然可給出正確的溫度示值。

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