熱電偶是一種常用的溫度傳感器，是利用熱電效應(yīng)，并根據(jù)冷熱端溫度差產(chǎn)生的熱電動勢測量溫度，且具有測量精度高、構(gòu)造簡單、使用方便等優(yōu)點。在測溫儀表中得到了廣泛應(yīng)用。通用的冷端補(bǔ)償方法由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，噪聲大，線性度差會對測量結(jié)果造成較大的影響。
熱電偶冷端補(bǔ)償?shù)男路椒?/span>
原理
該方法由PT1000測量冷端溫度，通過A/D轉(zhuǎn)換后，由MCU傳給上位機(jī)將電阻值通過軟件換算成電壓值加到熱電偶的電壓上再通過補(bǔ)償塊消除冷端溫度變化帶來的影響，從而進(jìn)行補(bǔ)償。
補(bǔ)償塊的設(shè)計
此方法進(jìn)行冷端補(bǔ)償?shù)闹饕b置是一塊導(dǎo)熱性能良好的鋁塊。
通用熱電偶冷端補(bǔ)償方法
電橋補(bǔ)償法的原理
其中R1，R2，R3的阻值相等，用溫度系數(shù)近似為零的錳銅制造，即其阻值不隨溫度的變化而變化，而Rt用熱電阻PT1000，其與熱電偶冷端處于同一溫度場中，其阻值隨溫度變化而變化，溫度升高，阻值增加當(dāng)冷端溫度為零時R1=R3=R2=R1，可使得電橋的輸出為零，若冷端溫度升高，會使得熱電偶的熱電勢減小而帶來測量誤差，但此時PT1000的阻值也會隨溫度升高而增加，則補(bǔ)償電橋失去平衡，輸出值不為零，電橋輸出量的變化值與熱電偶熱電勢變化量相等，且二者變化方向相反，則二者相互抵消使總輸出量的大小不隨冷端溫度的變化而變化。
實驗數(shù)據(jù)記錄
實驗過程中用毫伏電壓發(fā)生器模擬K型熱電偶熱電勢，在電路板上完成A/D轉(zhuǎn)換后，通過MCU上傳上位機(jī)，由上位機(jī)將A/D值換算為溫度并顯示。
這種方法對R1，R2，R3的精度要求很高，且V+的噪聲，溫漂要小，穩(wěn)定性要高，為達(dá)到實驗要求需要使電橋電流為一個合適值，調(diào)試難度高。在進(jìn)行多路測量時，需要布置多路裝置，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。
在長方體鋁塊的橫向中軸線上依次等距打出3個通孔，并沿橫向中軸線切開。在之后的接線過程中將兩根補(bǔ)償導(dǎo)線壓如左右兩個通孔，中間的通孔壓入熱電阻PT1000。在壓入過程中為保證熱傳導(dǎo)的均勻性，熱電阻和補(bǔ)償導(dǎo)線的直徑要一致且與補(bǔ)償塊充分接觸，絕緣材料要相同。
補(bǔ)償電路設(shè)計
熱電偶通過補(bǔ)償導(dǎo)線接到儀表箱內(nèi)的補(bǔ)償塊之后再通過Cu導(dǎo)線連接箱內(nèi)電路板。補(bǔ)償塊與熱電偶冷端處于儀表箱內(nèi)。PT1000用于測量儀表箱內(nèi)溫度To，Tc是儀表箱外的環(huán)境溫度。
熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線當(dāng)中接了一段銅線有無影響
1， 熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線中間是可以用錫焊接的！
2，如果補(bǔ)償導(dǎo)線不夠長，需要用銅線代替，必須遵循 ‘中間導(dǎo)體定律’！