几种热电偶冷端补偿方法比较研究

摘要:运用文献资料法对几种常见的热电偶冷端补偿方法进行分析比较，分析这些方法的优缺点、工作原理和适用范围，以期能够为在实际工作中选择合适的补偿方法提供参考。
一、前言
　　本文通过对几种热电偶冷端补偿方法进行比较研究，发现其各自的优缺点、适用范围，力图为热电偶冷端补偿方法的选择提供参考。
二、热电偶测温原理及冷端补偿原因
(一)热电偶测温原理
　　热电偶的测温原理是:一对异质金属AB组成闭合回路，将其接点ab置于不同温差、场中时，产生温差电效应，回路中有电流，两接点就产生相应的热电势,通过测定该热电势可以实现温度的测量。在实际应用中，首先选用与热电偶相配套的补偿导线将热电偶冷端延伸到控制室，然后再与变送、显示、记录、调节仪表或数据采集卡等设备相连。系统原理示意图如图1所示。
 
(二)热电偶冷端补偿原因
　　热电偶测温电势可用公式表示为:
EAB(T0-EAB(TT0)+EAB(T0,0)
　　其中，热电偶输出热电势EAB(T0)反映的是相对于冷端温度的热端温度，而我们测量温度的目的是要知道以0C为基准的热端温度T即要通过EAB(T,0或EAB(T,TO)和T0来求出T这样，就必须知道EAB(T0或冷端温度T0,这种通过获取EAB(T0)或T0进而得到热端温度的过程即为热电偶的冷端温度补偿。由此可知热电偶冷端温度补偿原因之所在及其重要性。
三、几种热电偶冷端补偿方法比较研究
　　热电偶冷端补偿方法有很多种，本文就实际工作中比较常用的一些方法进行了比较分析。主要包括冰点法0℃恒温法、冰浴法)、电桥法、二极管补偿法(半导体PN结)、集成温度传感器补偿法、恒温迁移补偿法、热电势修正法(计算修正法)、.软件补偿法(微机法)、最小二乘拟合法、铂电阻测量冷端温度法等方法，主要从它们的工作原理、优缺.点、适用范围等方面进行分析比较。具体情况见表1。
表1热电偶冷端补偿方法一览表
 
从表可以看出,不同的补偿方法都有其自身的优缺点、适用范围。
　　在实际工作中要根据实际需要，选择有所侧重的方法，达到理想的补偿效果。例如:选择方法简单易行的可冰点法和集成温度传感器补偿法，注重补偿成本的可以先考虑电桥法和二极管补偿法，对精度要求较高的可以选择热电势修正法、软件补偿法、最小二乘拟合法、铂电阻测量冷端温度法、集成温度传感器补偿法、冰点法。当然,可以结合本单位的条件设施选择合适的补偿方法，有线路方面条件的可以选择电桥法、二极管补偿法、二极管补偿法、铂电阻测量冷端温度法。可以根据适用范围进行选择,例如:根据测试对象的温度要求选择合适的方法,在-10℃~60℃范围的选择电桥法，在-25℃~80℃范围的选择二极管补偿法。只能在试验室里进行补偿的可以选择冰点法、集成温度传感器补偿法、恒温迁移补偿法等方法，有计算机条件的可以软件补偿法、最小二乘拟合法。要求适用于环境温度相对恒定情况的可以选择热电势修正法、铂电阻测量冷端温度法。
四、结论
　　本文针对实际工作中遇到的问题，提出九种常用的补偿方法并对它们的优缺点、工作原理和适用范围等方面进行比较研究，这些补偿方法有其自身侧重点，在实际工作过程中,要根据工作实际需要、结合具体环境，选用合适补偿方法，以达到良好的效果。