熱電偶測溫原理詳解

熱電偶是利用物理學(xué)中的賽貝克效應(yīng)制成的溫敏傳感器。當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體A和B組成閉合回路時，就構(gòu)成了一個熱電偶。
    溫度T端為感溫部分，稱為熱端；溫度T0為連接儀表部分，稱為冷端。當(dāng)熱端溫度T和冷端溫度T0不同時，在回路中就產(chǎn)生熱電勢EAB（T, T0 ）,這種顯現(xiàn)稱為熱電效應(yīng)，這個電動勢通常稱為熱電勢。熱電式的大小與T和T0之差（稱為溫差）的大小有關(guān)。由熱電偶回路熱電勢的分布理論可知，熱電偶的熱電勢僅僅是熱電偶兩端溫度T和T0的函數(shù)之差，即：
    EAB （T, T0）= EAB（T）- EAB（T0） 式（1.1）
    也就是說，熱電偶的熱電勢等于熱端與冷端溫度T和T0所引起的電勢差。
    實際測溫中，冷端所對應(yīng)的熱電勢要隨冷端溫度（環(huán)境溫度）的變化而變化。要保證冷端溫度恒定是十分困難的，在一定程度上，測量精度取決于冷端溫度的影響。只有當(dāng)熱電偶冷端溫度保持不變，熱電動勢才是被測溫度的但只函數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定結(jié)點的熱電動勢為0℃時的熱電動勢。
    由式（1.1）可知，如果當(dāng)T=0時可得：
    EAB（T0） = EAB（0）- EAB （0, T0） 式（1.2）
    又當(dāng)T0=0時可得：
    EAB（T） = EAB（T,0）- EAB （0） 式（1.3）
    把式（1.2）和式（1.3）帶入式（1.1）式得：
    EAB（T，0）= EAB（T,T0）+EAB （T0,0） 式（1.4）
    在式（1.4）中，EAB（T，0）是冷端溫度為0℃，熱端溫度為T時的熱電勢，此值就是成品熱電偶給定的分度表值；EAB（T,T0）是熱端溫度為T，冷端溫度為T0時的熱電勢，也就是實際測量到的熱電勢值；EAB （T0,0）是假定冷端溫度為0℃，和實際冷端溫度為T0時得到的熱電勢，在實測中，用集成測溫傳感器AD590測量T0，然后從對應(yīng)熱電偶的分度表中自動查出所對應(yīng)的熱電勢EAB （T0,0），這是次查表求出的值，也就是冷端溫度補償所對應(yīng)的熱電勢值。通過單片機把實測到的EAB（T,T0）值與冷端溫度補償EAB （T0,0）值代數(shù)相加，就可得到冷端溫度為0℃，熱端溫度為T時的熱電勢EAB （T0,0）值，再從分度表中自動查得對應(yīng)于EAB （T0,0）的溫度值，這既是第二次查表求出的值，這個值就是熱鍛偶熱端所得的實際溫度。
    在實際生產(chǎn)中，熱電偶熱端（測量端）與冷端相距很遠(yuǎn)，冷端又暴露于空氣當(dāng)中，易受環(huán)境溫度的影響，因而冷端溫度很難保持恒定。為此需要把冷端延伸并進行溫度補償。