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熱電偶測(cè)溫儀工作原理
熱電偶測(cè)溫儀工作原理
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(shí)，就構(gòu)成了一個(gè)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(shí)，在回路中就產(chǎn)生熱電勢(shì)EAB（T, T0 ）,這種顯現(xiàn)稱為熱電效應(yīng)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)通常稱為熱電勢(shì)。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(shì)的分布理論可知，熱電偶的熱電勢(shì)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(shuō)，熱電偶的熱電勢(shì)等于熱端與冷端溫度T和T0所引起的電勢(shì)差。
實(shí)際測(cè)溫中，冷端所對(duì)應(yīng)的熱電勢(shì)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(cè)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(dòng)勢(shì)才是被測(cè)溫度的但只函數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定結(jié)點(diǎn)的熱電動(dòng)勢(shì)為0℃時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)。
由式（1.1）可知，如果當(dāng)T=0時(shí)可得：
EAB（T0） = EAB（0）- EAB （0, T0） 式（1.2）
又當(dāng)T0=0時(shí)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(shí)的熱電勢(shì)，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(shí)的熱電勢(shì)，也就是實(shí)際測(cè)量到的熱電勢(shì)值；EAB （T0,0）是假定冷端溫度為0℃，和實(shí)際冷端溫度為T0時(shí)得到的熱電勢(shì)，在實(shí)測(cè)中，用集成測(cè)溫傳感器AD590測(cè)量T0，然后從對(duì)應(yīng)熱電偶的分度表中自動(dòng)查出所對(duì)應(yīng)的熱電勢(shì)EAB （T0,0），這是次查表求出的值，也就是冷端溫度補(bǔ)償所對(duì)應(yīng)的熱電勢(shì)值。通過(guò)單片機(jī)把實(shí)測(cè)到的EAB（T,T0）值與冷端溫度補(bǔ)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(shí)的熱電勢(shì)EAB （T0,0）值，再?gòu)姆侄缺碇凶詣?dòng)查得對(duì)應(yīng)于EAB （T0,0）的溫度值，這既是第二次查表求出的值，這個(gè)值就是熱鍛偶熱端所得的實(shí)際溫度。
在實(shí)際生產(chǎn)中，熱電偶熱端（測(cè)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(jìn)行溫度補(bǔ)償。