吉时利_温度测量基础：热电偶.pdf

A G R E A T E R M E A S U R E O F C O N F I D E N C E 温度测量基础：热电偶简介虽然有多种传感器可用于测量温度，但是最常用的三种是RTD、热电偶和热敏电阻。电偶（TC）是最常见的温度传感器，其一端上具有两种不同金属的接合能在既定温度下产生电压。TC作为最常见温度传感器的原因有许多。或许最大的原因是它们的成本很低。而且，TC非常结实耐用。大多数时候，它们只是在一端上两种合金的焊接点。带金属护套的TC有助于在严酷或腐蚀性环境中保护TC。而且，TC可分为多种类型。不同的合金具有不同的量程和测量灵敏度。一些不同类型的TC包括J、K、T、E、R、S、B和N。其中，J、K和T是最常见的类型。通常，TC能测量较宽的温度范围。例如，K型TC的测量范围是260C+1370C。您可以在NIST（美国国家标准与技术研究院，网址是：www.nist.gov）的参考表中找到全部热电偶类型的量程。值得注意的是，热电偶的非线性；热电偶电压与温度是非线性的关系。因此，要求进行线性化。热电偶是由一端两种合金接合并且另一端开路构成。开路端或输出端的电压信号是闭合端温度的函数。随着温度升高，电压信号也随之上升。开路端的信号不仅与闭合端的温度（测量点）有关，也与开路端的温度有关。只需要让T2保持在标准温度上就能认为测量信号是T1变化的直接函数。T2的工业标准是0C。大多数图表假定T2在0C。在工业仪表中，T2的实际温度和0C的差通常在仪表内进行电子校准。这种调整称为冷端补偿或冰点基准。见图1。图1优点热电偶相对于其它类型的温度传感器有许多优点。首先，它们自供电，无需外部电源。而且，它们非常坚固耐用，不易损坏并能耐受严酷的环境。热电偶比RTD和热敏电阻便宜并且种类繁多、温度范围较宽。例如，C型热电偶具有2340C（4208F）额定工作温度，然而N型热电偶具有270C（450F）额定工作温度。缺点热电偶是非线性的并且需要冷端补偿（CJC）以实现线性化。而且，电压信号较低通常，在几十至几百微伏。这要采用谨慎的方法消除低压测量的噪声和漂移。另一个缺点是热电偶的准确度不如RTD或热敏电阻的高。热电偶还是灵敏度最低的温度传感器。取决于热电偶类型，一度的变化意味着信号中几微伏的改变。常见错误避免在设置和使用热电偶时的一些常见错误可以获得更好的测量结果。一个常见问题是CJC没有正确地或者根本没有配置或补偿。这会导致温度测量的不准确或非线性。另一个错误是使用铜线连接热电偶和测量器件。这样做实质上给测量引入了另一个热电偶，因为任何不同金属的结合点都构成了热电偶。在测量设备方面，使用的电压表灵敏度对于热电偶测量不一定足够高。为避免这个问题，务必让电压表具有足够的灵敏度和准确度用于低压（微伏至毫伏）测量。全国免费电话：400-650-1334/800-810-1334邮箱：网址：美国吉时利仪器公司