幾種熱電偶冷端補償方法比較研究

摘要:運用文獻資料法對幾種常見的熱電偶冷端補償方法進行分析比較，分析這些方法的優缺點、工作原理和適用范圍，以期能夠為在實際工作中選擇合適的補償方法提供參考。
一、前言
　　本文通過對幾種熱電偶冷端補償方法進行比較研究，發現其各自的優缺點、適用范圍，力圖為熱電偶冷端補償方法的選擇提供參考。
二、熱電偶測溫原理及冷端補償原因
(一)熱電偶測溫原理
　　熱電偶的測溫原理是:一對異質金屬AB組成閉合回路，將其接點ab置于不同溫差、場中時，產生溫差電效應，回路中有電流，兩接點就產生相應的熱電勢,通過測定該熱電勢可以實現溫度的測量。在實際應用中，首先選用與熱電偶相配套的補償導線將熱電偶冷端延伸到控制室，然后再與變送、顯示、記錄、調節儀表或數據采集卡等設備相連。系統原理示意圖如圖1所示。
 
(二)熱電偶冷端補償原因
　　熱電偶測溫電勢可用公式表示為:
EAB(T0-EAB(TT0)+EAB(T0,0)
　　其中，熱電偶輸出熱電勢EAB(T0)反映的是相對于冷端溫度的熱端溫度，而我們測量溫度的目的是要知道以0C為基準的熱端溫度T即要通過EAB(T,0或EAB(T,TO)和T0來求出T這樣，就必須知道EAB(T0或冷端溫度T0,這種通過獲取EAB(T0)或T0進而得到熱端溫度的過程即為熱電偶的冷端溫度補償。由此可知熱電偶冷端溫度補償原因之所在及其重要性。
三、幾種熱電偶冷端補償方法比較研究
　　熱電偶冷端補償方法有很多種，本文就實際工作中比較常用的一些方法進行了比較分析。主要包括冰點法0℃恒溫法、冰浴法)、電橋法、二極管補償法(半導體PN結)、集成溫度傳感器補償法、恒溫遷移補償法、熱電勢修正法(計算修正法)、.軟件補償法(微機法)、最小二乘擬合法、鉑電阻測量冷端溫度法等方法，主要從它們的工作原理、優缺.點、適用范圍等方面進行分析比較。具體情況見表1。
表1熱電偶冷端補償方法一覽表
 
從表可以看出,不同的補償方法都有其自身的優缺點、適用范圍。
　　在實際工作中要根據實際需要，選擇有所側重的方法，達到理想的補償效果。例如:選擇方法簡單易行的可冰點法和集成溫度傳感器補償法，注重補償成本的可以先考慮電橋法和二極管補償法，對精度要求較高的可以選擇熱電勢修正法、軟件補償法、最小二乘擬合法、鉑電阻測量冷端溫度法、集成溫度傳感器補償法、冰點法。當然,可以結合本單位的條件設施選擇合適的補償方法，有線路方面條件的可以選擇電橋法、二極管補償法、二極管補償法、鉑電阻測量冷端溫度法。可以根據適用范圍進行選擇,例如:根據測試對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償法。只能在試驗室里進行補償的可以選擇冰點法、集成溫度傳感器補償法、恒溫遷移補償法等方法，有計算機條件的可以軟件補償法、最小二乘擬合法。要求適用于環境溫度相對恒定情況的可以選擇熱電勢修正法、鉑電阻測量冷端溫度法。
四、結論
　　本文針對實際工作中遇到的問題，提出九種常用的補償方法并對它們的優缺點、工作原理和適用范圍等方面進行比較研究，這些補償方法有其自身側重點，在實際工作過程中,要根據工作實際需要、結合具體環境，選用合適補償方法，以達到良好的效果。