K型热电偶的冷端补偿技术原理运行

　　热电偶线本身具有经济、测量误差小等优点。在材料的热处理(加工)过程中，常需要对温度进行准确的测量，以便对整个过程进行平稳地控制。尤其是实验条件下，对所测量的温度的准确度要求很高。

　　由于热电偶线在测量中产生的电信号是毫伏级的，若在热电偶线与测量设备的导线连接点上，处理不当就会产生错误的测量结果。

　　尤其在现场处理温度测量值困难，需要将不同的测量点的信号集中引到中心测量站来分析时，或在热处理过程中，需对几个测温点同时并行监测或模拟分析时，需要在热电偶线回路中通过接点引线，此时必须保证在测量点和测量设备之间的电路的所有材料特性一致且连接点无误差，才能避免电路产生的任何测量误差。

　　标准热电偶线可传输的长度(从测量点到测量设备的距离)已由设计定型，然而现场经常会遇到所需传输距离超过其有限的传输长度。为此就必须采用相同的导体材料将其延伸，而作为连接器件——接线端子就不可避免地被应用。可靠的接线方法是采用特殊材料制成的热电偶线接线端子。不同型号的热电偶线应用不同型号的热电偶线端子。

　　当需要精确的R型热电偶测量时，通常的做法是在冰点将两条腿都指向铜引线，这样由于冷结，铜引线可能会连接到电动势读数仪上。此过程可避免在读数仪器的端子处产生热电动势。基准结温度的变化会影响输出信号，因此必须为使用仪器提供消除这种潜在误差源的方法。

　　产生的EM取决于温度差，因此为了进行测量，必须知道参考值。通过将参考结放置在恒定0℃(32°F)的冰水浴中来实现。由于冰浴常常不便维护并且并不总是实用的，因此经常采用几种替代方法。

　　冷端补偿的基本原理是，必须知道冷端温度才能计算出热端温度。这是因为在k型热电偶电路中产生的电压，与热结点和冷结点之间的端子差成正比。

　　其控制方程为:

　　Eemf =—SAT = S(T HOT -TCOLD),其中:Eemf是k型热电偶的电压输出

　　s是随温度变化的材料特性，称为塞贝克系数(对于R型热电偶，在0℃至1000℃之间约为4.14V/℃)T COLD是冷端的温度THOT是热结点的温度，重新排列此等式以获得THOT收益:

　　补偿冷端的技术

　　电桥法

　　自补偿冷结电桥电路，该系统在桥网的一条支路中集成了一个温度敏感电阻元件(RT)，并与冷结(T2)热集成在一起。桥通常由汞电池或稳定的直流电源供电。输出电压与在(T2)处的预设等效参考温度和热端(T1)之间产生的不平衡成比例。在该系统中，可以选择0°或32°F的参考温度。

　　当冷端(T2)周围的环境温度变化时，会出现热产生的电压，并在输出中产生误差。但是，将自动引入一个相等且相反的电压，并将其与热误差串联。这样可以消除误差，并在较宽的环境温度范围内以较高的精度保持等效基准结温度。通过将铜引线与冷端集成在一起，k型热电偶材料本身不会连接到测量设备的输出端子，从而消除了二次误差。

　　欧米茄TRc热电冰点TMI参考室依靠冰与蒸馏水，去离子水和大气压的实际平衡，将多个参考井的温度精确地保持在0℃。将孔延伸到装有纯净蒸馏水的去离子水的密封圆筒形腔室中。

　　腔室的外壁由热电冷却元件冷却，以使电池中的水冻结，以作为冷端参考。波纹管的膨胀感测到通过冰壁在细胞壁上冻结而产生的体积增加，该波纹管操作微型开关，从而使冷却元件断电。冰壳的交替冷冻和解冻可精确地在参考孔周围保持0℃的环境。

　　全自动操作消除了普通冰浴需要经常注意的麻烦。可以直接从冰点参考表中获取型热电偶读数，而无需对参考结点温度进行校正。

　　应用优点

　　1.测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。

　　⒉测星范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬)，最高可达+2800℃(如钨-辣)。

　　3.构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。