熱電偶溫度變送器的測量原理

今天和大家探討下熱電偶溫度變送器的測量原理。把兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體A和B焊接起來，如圖1，當(dāng)連接點(熱端)的溫度和導(dǎo)體另一端 (冷端，也叫做參比端) 的溫度不同時，會在冷端產(chǎn)生熱電勢。 熱電偶就是利用這一現(xiàn)象將溫度量轉(zhuǎn)換成電勢量的溫度傳感器。

如果熱電偶的冷端溫度保持恒定，比如0℃，則輸出熱電勢和熱端溫度值會成一一對應(yīng)的關(guān)系，如下4張圖，我們看到，在國際標(biāo)準(zhǔn)的熱電偶分度表中，列出了不同分度號熱電偶輸出熱電勢和溫度值的對應(yīng)關(guān)系。

熱電偶溫度變送器接收現(xiàn)場熱電偶傳感器輸出的熱電勢，經(jīng)過隔離和線性化處理后,轉(zhuǎn)換成與溫度成線性關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。

熱電偶溫度變送器的測量原理是通過測量熱電偶輸出端的電勢差，再將電勢差通過查表和計算轉(zhuǎn)換成溫度值，從而實現(xiàn)溫度測量。

然而熱電偶的輸出熱電勢取決于熱端和冷端之間的溫度差，而在實際測量中，熱電偶冷端的溫度經(jīng)常發(fā)生變化，如果不對這種變化進(jìn)行補償，即使熱端的溫度恒定不變，冷端的溫度變化也會引起熱電勢的變化，使熱電勢不能真實反映熱端的溫度，從而引起測量誤差。

因此，熱電偶溫度變送器為了實現(xiàn)對熱端溫度的準(zhǔn)確測量，需具備有冷端補償功能，補償原理如下（如上圖）：首先需要使用和熱電偶相對應(yīng)的補償導(dǎo)線，將熱電偶冷端接線至變送器端子處，變送器測量熱電偶熱端溫度為T1、冷端溫度為T2時的電勢差V1，同時用配置在變送器接線端子處的溫度傳感器（比如Pt100）測量冷端溫度值T2，計算得出溫度T2(冷端溫度為0℃)時該熱電偶的熱電勢V2，那么V1+V2就是該熱電偶冷端溫度為 0℃，熱端溫度T1時的電勢值，變送器再通過查表和計算得出該電勢值對應(yīng)的溫度值即可。