热电偶冷端温度的数字化实时处理
4.1.4热电偶的参比端(冷端)处理
很多工业生产过程既没有长期保持0℃的条件，也没有长期维持参比端恒温的条件，热电偶的参比端温度t0往往是随着时间和所处的环境而变化的。在此情况下可以采用冷端补偿器来自动补偿t0的变化。其作用效果就是，当热电偶参比端温度发生变化时，由于冷端补偿器的接入，使仪表的总电势总是显示为相当于热电偶参比端处于0℃时的数字。相当于热电偶参比端自动处于0℃。
>>1.冰点法
这是一种精度最高的处理方法，可以使t0稳定地维持在0摄氏度。其实施方法是将纯净的白雪或碎冰和纯水的混合物放在保温瓶中，再把细玻璃试管插入冰水混合物中，在试管底部注入适量的油类或水银，热电偶的参比端就插到试管底部，实现t0等于0℃的要求。
>>2.热电势修正法
在没有条件实现冰点法时，可以设法把参比端置于已知的恒温条件，得到稳定的t0，根据中间温度定律公式将由已知温度查到的分度表对应的热电势加上所测得的热电势之和在分度表中对应的温度就得到了被测量的实际温度。
>>4.补偿导线法
生产过程用的热电偶一般直径和长度一定，结构固定。远且温度比较稳定的场合，以免参比端温度受到被测介质的热干扰。于是采用补偿导线代替部分热电偶丝作为热电偶的延长。补偿导线的热电特性在0~100℃范围内应与所取代的热电偶丝的热电特性基本一致，且电阻率低，价格也必须比主热电偶丝便宜。
对于一定的热电偶材料A和B，热电势只与两个连接点的温度t和t0有关。只有当参比端温度t0稳定不变且已知时，才能得到热电势和被测温度的单值函数关系。此外，前面已说明，实际使用的热电偶分度表中热电势和温度的对应值是以t0等于0℃为基础的，但在实际测温中参比端温度往往不稳定，也不一定恰好等于0℃，这就需要对热电偶的参比端温度进行处理。
热电偶需要冷端温度补偿的原因和五种温度补偿方法
热电偶需要冷端温度补偿的原因和五种温度补偿方法热电偶是一种常用的温度测量设备，它通过两种不同材料的金属导线形成的热电偶电路原理，利用温差引起的热电势差来测量温度。
然而，由于热电偶的冷端温度与环境温度不同，会影响到温度测量的准确性。
因此，热电偶需要进行冷端温度补偿，以提高温度测量的准确性和稳定性。
热电偶冷端温度补偿的原因主要有两点。
首先，冷端温度与环境温度的差异会导致热电偶电路中产生额外的热电势差，从而引起温度测量误差。
其次，冷端温度的变化会导致热电势的非线性变化，进一步增加温度测量误差。
因此，冷端温度补偿可以减小由于环境温度的变化而引起的温度测量误差。
接下来介绍五种常用的热电偶冷端温度补偿方法：1.嵌入式电解质温度传感器补偿法该方法是通过在热电偶的连接头内嵌入电解质温度传感器，实时测量连接头的温度，并根据测量结果进行热电势补偿，从而消除冷端温度变化引起的误差。
2.冷端温度检测补偿法该方法是在热电偶冷端连接头附近安装一个冷端温度检测器，实时测量冷端温度，并根据测量结果进行热电势补偿，以减小冷端温度变化引起的温度测量误差。
3.冷端直流功率补偿法该方法通过在热电偶接头处引入一个微小的直流电流，通过测量电阻变化来获得冷端温度信息，并据此实现热电势补偿，从而消除冷端温度变化引起的误差。
4.冷端恒温补偿法该方法是通过在热电偶的连接头处设置一个恒温装置，将其保持在一个恒定的温度，从而消除冷端温度变化引起的误差。
5.数学模型补偿法该方法是通过建立热电偶冷端温度与温度测量误差之间的数学模型，并根据冷端温度的变化来修正温度测量结果，以实现热电势补偿。
总之，热电偶需要进行冷端温度补偿，以提高温度测量的准确性和稳定性。
常用的冷端温度补偿方法包括嵌入式电解质温度传感器补偿法、冷端温度检测补偿法、冷端直流功率补偿法、冷端恒温补偿法和数学模型补偿法。
这些方法可以根据不同的实际需求和条件选择合适的补偿方法。
热电偶测温的线性化处理
热电偶测温的线性化处理用热电偶作为温度传感器, 在应用中要进行参考端补偿及线性化处理。
过去常规的方法是靠硬件补偿和校正非线性, 误差较大, 现今以微处理器为核心的一类数字仪表, 采用软件来处理这两个问题, 可以达到相当高的测量准确度。
一、参考端补偿从简便性、测量准确度等方面考虑, 为充分发挥微处理器的计算能力, 在热电偶测温中可采用计算法进行参考端补偿。
计算法就是先测出热电偶参考端的温度,然后按下式计算[1]:e(t, t0) = e(t, t0') + e(t0', t0) (1)式中: e(t, t0) 为热电偶测量端温度为t, 参考端温度为t0 时的热电势; e(t, t0') 为热电偶测量端温度为t, 参考端温度为t0'时的热电势; e(t0', t0)为热电偶测量端温度为t0', 参考端温度为t0 时的热电势。
采用图1 的测量系统中, 铂电阻测得热电偶参考端温度后, 折合为相应的热电偶毫伏数e(t0', t0) , 再与测得的热电偶毫伏信号e(t, t0') 迭加。
由于数字量迭加法中, 补偿电势和温度电势是两次分别采样, 分别进行线性处理, 因此, 不会因两者的线性差异而带来补偿误差。
得到e(t, t0) 后, 便可进行e→t 线性化处理。
二、线性化处理模块常用的线性化处理软件有查表法和曲线拟合法, 查表法是直接利用微机内存单元, 将分度表固化在存储器中。
但查表法占用内存太大,这对内存量不大的微处理器来说是很不合算的。
曲线法则是利用热电势与温度的函数关系,通过计算实现补偿。
通常热电偶的热电势(e) 与温度( t) 之间具有如下的多项式形式:显然, 阶数越高, 拟合误差越小。
实际计算表明, 如果采用分段的方法, 拟合公式的阶数不会太高。
文献[4] 按ITS-90 标准将S 型热电偶的e→t 公式(-50～1768℃) 分为3 段。
热电偶测温原理及冷端温度补偿方法
热电偶测温原理及冷端温度补偿方法(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除热电偶测温原理及冷端温度补偿方法院系：化工学院化机系班级：姓名：学号：热电偶测温原理及冷端温度补偿方法热电偶温度计是以热电效应为基础的测温仪表，温精确度高，显示仪表配合，广泛用来测量气体、蒸汽、液体等介质－200℃～16000℃范围内的温度，殊情况下可测－2700℃～28000℃，态响应快，惯性小，械强度高，压性能好，高温可达28000℃，震性能好，且便于信号的远距离传送和实现多点切换测量，自动记录和集中控制，能稳定、测量精度高、准确可靠、使用寿命长、结构简单、制造容易、装配简单、更换方便和使用维护方便，测量范围广，可作为标准计量，量值传递之用，以在科学研究和工业生产中应用广泛，为测温仪表，建筑环境与设备工程中应用也非常广泛。
热电偶测温的测温系统的热电偶温度计由热电偶、电测仪表和连接导线组成。
测温原理基于物理学中“热电效应”现象，是把任意两种不同的导体（或半导体）连接成闭合回路，果两个接点的温度不同，回路中就会产生热电势，热电流，就是“热电效应”。
热电偶温度计就是利用该原理，两种不同的金属材料一端焊接而成的，接的一端叫测量端（也叫热端或工作端），未焊接的一端叫参考端（也叫冷端或自由端），如果参考端的温度恒定不变，热电势的大小和方向就只与这两种材料的特性和测量端的温度有关，热电势和温度之间有一个固定的函数关系，用这个关系，要测量出热电势的大小，配以测量毫伏级电势信号的仪表或变送器就实现了温度的测量或温度信号的变换。
在进行温度测量时，热电偶热端插入被测温的设备或管道中，其热端感受被测介质的温度，冷端置于恒定的温度之下，用连接导线连接电气测量仪表。
根据热电偶基本定律之一的中间导体定律，热电偶回路中接入第三种金属材料时，要该材料两个接点的温度相同，电偶所产生的热电势将保持不变，不受第三种金属接入回路中的影响。
热电偶特性及应用数据处理
热电偶特性及应用数据处理热电偶是一种测量温度的传感器，它利用热电效应来测量温度。
热电偶由两种不同金属的导线组成，这两种金属的两个接点构成了测量温度的检测点，也称为热电偶的焊点。
当热电偶的焊点受到温度变化时，两种金属之间就会产生热电势差，即温度电动势（Thermo-electromotive force，简称温度EMF）。
热电偶的工作原理是基于两个不同导体的热电效应，其中最常用的热电对是铂铑-铂热电对（PtRh-Pt）。
铂铑合金被用作热电偶的保护外壳，因为它具有良好的耐高温性能。
铂铑和铂的导线之间的温度差会导致电势差的产生，该电势差与温差成正比。
热电偶的特性主要包括线性度、响应时间、温度范围和灵敏度。
线性度是指热电偶温度与温度电动势之间的关系是否符合线性关系。
响应时间是指从温度变化到热电偶输出电压变化所需要的时间。
温度范围是指热电偶能够有效测量的温度范围，这取决于使用的金属和绝缘材料的性能。
灵敏度是指温度变化单位引起的电势变化。
热电偶的灵敏度约为10微伏/摄氏度。
热电偶广泛应用于各种工业和实验室测量中，其主要应用包括以下几个方面：1. 工业过程测量：热电偶可用于测量各种液体、气体和固体物质的温度。
它们可以被安装在流体管道、炉炉中、发动机和锅炉等设备上，以监测温度变化并进行自动控制。
2. 温度校准：热电偶被广泛用作温度计校准的标准，因为它们具有良好的稳定性和可重复性。
热电偶的温度与电动势的关系已被国际标准化组织（ISO）确立，并提供了相应的校准曲线。
3. 实验室研究：热电偶可以用于实验室中各种科学研究的温度测量，如化学反应、材料研究和生物医学实验等。
其小尺寸和高灵敏度使其成为研究人员首选的传感器之一。
4. 冶金和玻璃工业：在冶金和玻璃工业中，热电偶经常用于测量高温炉中的温度。
例如，在炼钢过程中，热电偶被用于监控熔池的温度，以确保工艺参数的控制。
5. 医疗设备：热电偶在医疗设备中也有广泛的应用。
例如，在手术过程中，热电偶被用来监测患者的体温。
热电偶冷端温度补偿方法比较
热电偶冷端温度补偿方法比较热电偶是一种常用的温度测量装置，它根据热电效应来测量物体的温度。
由于温度会影响热电偶的电动势，因此需要进行冷端温度补偿。
冷端温度补偿是保证热电偶测量精度的重要因素之一、本文将对目前常用的热电偶冷端温度补偿方法进行比较。
1.冷端温度补偿线法（冷端温度保持在一个固定温度）这种方法最简单粗暴，即将热电偶的冷端温度保持在一个固定的温度。
这种方法的优点是简单易行，使得热电偶的测量误差减小。
然而，由于具有固定冷端温度，因此在不同温度下，热电偶的测量精度会受到影响。
因此，这种方法只适用于温度变化较小的情况，不适用于温度变化较大的场合。
2.双线温度补偿法双线温度补偿法是一种更常用的方法，它通过两根热电偶测量被测温度和冷端温度。
测量得到的电动势将被减去冷端温度和被测温度之间的电动势差，以消除冷端温度对测量结果的干扰。
由于这种方法使用两个热电偶，一个测量被测温度，一个测量冷端温度，因此可以减小测量误差，提高测量精度。
3.区域温度补偿法区域温度补偿法是一种更高级的冷端温度补偿方法，它根据热电偶的实际工作环境，将整个测量区域划分为多个温度区域，并对每个区域进行冷端温度补偿。
这种方法的优点是可以更准确地补偿热电偶的冷端温度，使得测量结果更加精确。
然而，这种方法需要对整个测量区域进行温度分布的精确测量，对硬件和软件的要求较高。
4.数字补偿法数字补偿法是一种基于数学模型的冷端温度补偿方法，它通过建立热电偶的数学模型，并利用热电偶的温度和电压特性，对冷端温度进行补偿。
这种方法的优点是可以对冷端温度进行快速准确的补偿，使得测量精度更高。
然而，这种方法需要对热电偶的特性有较深入的了解以及对数学建模有一定的能力，对算法的实现和硬件资源的要求较高。
综上所述，热电偶冷端温度补偿方法各有优缺点，根据实际应用场合选择合适的方法。
简单的冷端温度保持方法适用于温度变化较小的场合，双线温度补偿法适用于一般的场合，区域温度补偿法适用于对测量精度有较高要求的场合，数字补偿法适用于对测量精度要求较高且对数学建模有一定能力的情况。
智能测温系统中热电偶的冷端温度补偿和非线性处理
智能测温系统中热电偶的冷端温度补偿和非线性处理1 引言温度在工农业生产中是用的最多的热工量,热电偶作为一种接触式温度传感器由于其结构简单,测温范围宽,精度高等优点,所以在工业温度测量中广泛应用。
但在热电偶的使用中,需 解决两方面的问题:一是需对热电偶的冷端进行温度补偿。
二是对热电势和温度的非线性处理。
本文利用美国MAXIM公司生产的K型温度补偿器MAX6675来实现冷端的温度补偿,用二 次插值的方法对热电势和温度的非线性进行处理,实践证明,该方法精度高、可靠性好。
2 热电偶冷端温度补偿电路 具有冷端补偿的单片K型热电偶放大器与数字转换器MAX6675内部自带冷端温度补偿、线性校正、A/D转换器、热电偶断线检测等功能,它将温度测量值转换为单片机能识别的16 位二进制数字温度读数,其测温范围为0~1023.75℃,转换精度为0.25℃,冷端温度的补偿范围为-20~+85℃,工作电压为3.0~5.5V,当冷端温度波动时,MAX6675仍能精确检测热端的温度变化[2,4]。
在使用中仅需2线SPI串行接口,与单片机连接非常方便。
这里以AT89C52单片机为例,给出MAX6675与单片机接口构成的测温电路,接口如图1所示[1]。
3 软件的非线性处理 对热电偶得到的非线性信号的处理采用查表和程序计算的方法来解决,由拟和理论可知,对非线性信号可用多项式y=a0+a1x+a2x2+a3x3++anxn来拟和,且多项式次数越高,精度也越高。
但在实际的智能测温系统中,由于受速度和存储容量的限制,只能采用有限次拟和。
本文根据热电偶的热电势与温度曲线,提出用二次插值的方法(即取多项式前三项)来对非线性进行处理,其方法是先在存储器中存入热电势和温度的序列表(e0, t0)(e1, t1)(e2, t2)(e3, t3)(en, tn)对于任意的热电势e,假设通过程序可判别它在热电势和温度序列中的位置为ei≤e≤ei+1≤ei+2(0≤i≤n-2)则对应的温度t可由下式计算 出温度值。
239热电偶的冷端温度补偿有几种方法
2.39热电偶的冷端温度补偿有几种方法？消除或补偿热电偶的冷端温度损失常用的有以下几种方法：1.冷端恒温法1）将热电偶的冷端置于装有冰水混合物的恒温容器中，使冷端的温度保持在0︒C不变。
此法也称冰浴法，它消除了t0不等于0︒C而引入的误差，由于冰熔化较快，所以一般只适用于实验室中。
2）将热电偶的冷端置于电热恒温器中，恒温器的温度略高于环境温度的上限（例如40︒C）。
3）将热电偶的冷端置于恒温空调房间中，使冷端温度恒定。
应该指出，除了冰浴法是使冷端温度保持0︒C外，后两种方法只是使冷端维持在某一恒定（或变化较小）的温度上，因此后两种方法必须采用下述的方法予以修正。
下图是冷端置于冰瓶中的接法布置图。
热电偶冷端导线温度保持0℃的方法2.计算修正法当热电偶的冷端温度t0≠0︒C时，测得的热电势E AB（t，t0）与冷端为0︒C时所测得的热电势E AB（t，0︒C）不等。
若冷端温度高于0︒C，则E AB（t，t0）<E AB（t，0︒C）。
可以利用下式计算修正测量误差E AB（t，0︒C）=E AB（t，t0）+E AB（t0，0︒C）上式中，E AB（t，t0）是用毫伏表直接测得的热电势毫伏数。
校正时，先测出冷端温度t0，然后从该热电偶分度表中查出E AB（t0，0︒C）（此值相当于损失掉的热电势），并把它加到所测得的E AB（t，t0）上。
根据式（10-10）求出E AB（t，0︒C）（此值是已得到补偿的热电势），根据此值再在分度表中，查出相应的温度值。
计算修正法需要分两次查分度表。
如果冷端温度低于0︒C，由于查出的E AB（t0，0︒C）是负值，所以仍可用上式计算修正。
计算修正法适合于带计算机的测温系统。
3.仪表机械零点调整法当热电偶与动圈式仪表配套使用时，若热电偶的冷端温度比较恒定，对测量精度要求又不太高时，可将动圈仪表的机械零点调整至热电偶冷端所处的t0处，这相当于在输入热电偶的热电势前就给仪表输入一个热电势E（t0，0︒C）。
基于LabVIEW的热电偶数字化实时补偿
现代测量与实验室管理2008年第6期 文章编号:1005-3387(2008)06-0018-21基于Lab V I E W 的热电偶数字化实时补偿刘珂琴 潘雪涛 金 青(常州工学院光电工程学院,常州 213002)摘 要:针对传统热电偶非线性和冷端温度补偿方法的不足,将虚拟仪器与传统测量技术相结合,设计了基于Lab V IE W 的热电偶数字化补偿软件。
通过测量冷端温度,采用中间温度定律和二次查表法,实现了热电偶的非线性和冷端温度的高精度实时补偿。
实验结果表明,软件具有良好的人机界面、易于操作,计算准确、效率较高,可以满足工业测试的需要。
关键词:热电偶;非线性补偿;冷端补偿;Lab V I E W 中图分类号:T B941 文献标识码:A0 引言热电偶是一种应用极为广泛的测温仪表,具有结构简单、使用方便、能够远距离传送和多点测量、便于检测和控制等优点[1]。
但由于热电偶热电势和温度之间的非线性以及冷端温度的不稳定,影响了测温精度,需要进行实时补偿。
传统的补偿方法主要有以下两种:一是基于硬件的补偿,使用模拟电路修正热电偶的冷端和非线性误差;二是基于软件的补偿,通过微机进行拟合或插值实现修正[1-3]。
硬件补偿电路复杂,成本较高,精度不够;普通的软件补偿对工作人员编程能力要求较高,计算量大,实时性不是很好。
因此,传统补偿方法在很多场合已经不能适应现代测温的要求。
随着测试技术的不断发展,以LabV I E W 为主要软件平台的虚拟仪器技术[4]和传统的测量技术结合越来越紧密。
本文以工业生产中应用较多的K 型热电偶为例,介绍了基于虚拟仪器技术的热电偶实时补偿的实现方法。
1 热电偶非线性及冷端补偿方法1.1 热电偶测温的原理[1]电偶测温的基本原理是基于金属导体的热电效应。
两种不同的导体或半导体A 、B 构成闭合回路,如图1所示,当两端温度不同,在闭合回路中就会产生热电势,这种现象就称为热电效应。
图 热电偶测温原理图根据电磁场理论可以得到E A B(T,T 0)=ke∫T T0lnN ANBd T(1)式中,E A B (T,T 0)为热电偶回路输出的总电动势;T 、T 0为测量端和冷端温度;e 为单位电荷;k 为波尔兹曼常数;N A 、N B 为导体A 、B 的电子密度,与温度呈单值函数关系。
实验三 热电偶冷端温度补偿实验
实验三十四热电偶冷端温度补偿实验一、实验目的了解热电偶冷端温度补偿的原理与方法。
二、实验内容用自动补偿法对热电耦冷端进行补偿，以达到电动势与摄氏温度一一对应的目的。
三、实验仪器温度传感器实验模板、K型热电偶、KB1冷端温度补偿器、直流源＋5V、±15V。
四、实验原理热电偶冷端温度补偿的方法有：冰水法、恒温槽法和自动补偿法，常用电桥法，它是在热电偶和测温仪表之间接入一个直流电桥，称冷端温度补偿器，补偿器电桥在0℃时达到平衡（亦有20℃平衡）。
当热电偶自由端温度升高时（＞0℃）热电偶回路电势U ab下降，由于补偿器中，PN呈负温度系数，其正向压降随温度升高而下降，促使U ab上升，其值正好补偿热电偶因自由端温度升高而降低的电势，达到补偿目的。
五、实验注意事项温度控制仪参数的设置方法。
六、实验步骤1、将主控台电压显示选择开关拨到2V档。
将R5、R6短路接地，接入±15V电源，打开主控台电源开关，将Uo2与数显表单元上的Vin相接，将R w2左旋到底（增益最小），调节Rw3使数显表显示为零，关闭主控台电源。
2、将温度源的电源开关置于“OFF”档。
观察温度源，温度源有两个插孔，将Pt100铂电阻传感器插入温度源两个插孔中的任意一个插孔中用于温度标定，并将Pt100的三根引线接入主控面板上“Pt100输入端”，注意三根引线中两根黄色引线接入面板两个黄色接线孔（任意），黑色引线接入黑色接线孔。
3、将K型热电偶插入到温度源中另外一个插孔中用于温度测量。
去掉R5、R6短路接线，将K型热电偶两根引线接到温度传感器实验模板的R5、R6的插孔上，黄色接R5孔，黑色接R6孔，如图1－1所示。
4、温度源电源开关仍置于“OFF”档，接入+24V电源，将调节仪控制方式置内即“IN “档，合上主控台电源开关，并将调节仪电源开关置于“IN”档。
5、将温度控制仪温度设置为50℃，将温度源的插头接入面板“加热～220V”的插座中，并将温度源开关置于“IN”档，此时温度源指示灯会亮，表示温度源处于加热状态，当温度上升到50℃时，记下此时数显表的电压值V1。
热电偶冷端温度补偿的方法
热电偶冷端温度补偿的方法热电偶是一种常用的温度传感器，它通过两种不同金属之间的热电效应来测量温度。
热电偶的工作原理是基于“塞贝克效应”，当两个不同金属连接在一起形成一个闭合回路时，当回路的两个端口之间存在温度差异时，会在回路中产生一个电势差，进而通过测量这个电势差来确定温度。
热电偶应用广泛，但是它也存在一个问题，即温度补偿问题。
在实际应用中，热电偶所测量的温度是冷端连接到测量设备时的温度。
然而，在测量过程中，冷端的温度会受到环境的影响而发生变化，从而导致测量结果的误差。
为了解决这个问题，需要进行热电偶冷端温度补偿。
1.传输补偿法：传输补偿法是通过将温度传输到热电偶冷端处来抵消温度变化造成的误差。
这可以通过使用一个热电偶延长电缆来实现，将延长电缆的金属部分与热电偶冷端连接，从而使热电偶冷端处的温度与待测温度保持一致。
这样，在测量时，可以将延长电缆的冷端连接到测量设备，从而得到更准确的温度测量结果。
2.冷端补偿法：冷端补偿法是通过在测量设备中添加一个温度传感器来测量冷端的温度，并将测得的温度值作为补偿值来修正测量结果。
这种方法可以在测量设备中添加一个冷端温度补偿电路，通过对冷端温度进行实时监测，并将测得的温度值与热电偶的测量值进行比较，从而得到更准确的温度测量结果。
3.数字补偿法：数字补偿法是通过使用数字信号处理技术对温度进行补偿。
这种方法中，热电偶的输出信号被转换为数字信号，并通过一系列算法对温度进行修正。
这些算法可以根据热电偶的特性和环境条件进行调整，从而得到更准确的测量结果。
数字补偿法可以通过微控制器或数字信号处理芯片实现，从而实现自动温度补偿。
4.软件补偿法：软件补偿法是通过在测量设备中使用软件算法对温度进行补偿。
这种方法中，热电偶的测量值和冷端温度的测量值被输入到一个计算机程序中，通过计算机程序对温度进行修正。
软件补偿法可以根据热电偶的特性和环境条件进行调整，从而得到更准确的测量结果。
这种方法常用于需要高精度测量的应用中。
热电偶在现场测温时冷端温度的补偿措施
热电偶在现场测温时冷端温度的补偿措施热电偶是一种常用的温度传感器，广泛应用于工业领域中。
在现场测
温时，热电偶的冷端温度会受到环境的影响，常常会导致温度测量的误差。
为了减小这种误差，需要采取一些补偿措施。
以下是几种常见的热电偶冷
端温度补偿措施。
1.使用冷端温度补偿导线：将热电偶的冷端与冷端温度补偿导线连接，通过测量冷端温度，进行温度补偿。
冷端温度补偿导线的材料应与热电偶
相配，具有与热电偶相同的热电特性。
常见的冷端温度补偿导线材料包括铜、镍和铜镍合金等。
2.使用温度补偿器：温度补偿器通过测量环境温度，并结合热电偶的
热电特性进行补偿，减小冷端温度对温度测量的影响。
温度补偿器通常有
两种类型：硬件补偿器和软件补偿器。
硬件补偿器一般使用电路来实现温
度补偿，而软件补偿器则通过计算机算法进行温度补偿。
3.使用冷端补偿电动势源：冷端补偿电动势源是一种主动补偿技术，
通过产生一个与冷端温度相关的电动势来抵消冷端温度对温度测量的影响。
冷端补偿电动势源通常由温度传感器、功率放大器和控制电路等组成，可
以根据不同的冷端温度变化来调整输出电动势的大小。
综上所述，热电偶在现场测温时冷端温度的补偿措施有使用冷端温度
补偿导线、使用温度补偿器和使用冷端补偿电动势源等。
这些措施可以有
效减小冷端温度对温度测量的影响，提高温度测量的准确性和可靠性。
在
实际应用中，应根据具体情况选择合适的补偿措施，并进行相应的校准和
调整，以确保温度测量结果的准确性。
热电偶在现场测温时冷端温度的补偿措施
热电偶在现场测温时冷端温度的补偿措施摘要：热电偶的分度表和根据分度表刻度的温度显示仪表都是以热电偶冷端温度等于0℃为严格条件的。
如果冷端温度不等于0℃将会严重影响测量结果。
本文结合经验和现场实际，总结了处理热电偶冷端温度误差的各种措施。
关键词：热电偶；冷端温度；补偿热电偶在工业现场中的应用非常广泛，使用中由于冷端温度不符合要求容易引起误差，为了提高测量的准确度，采取来各种处理方法。
1 仪表机械零点调整法仪表的机械零点是指无输入信号时，仪表指针所指示的数值。
对于具有零位调整的显示仪表，若热电偶冷端温度t0较为恒定，可将显示仪表的机械零点调至t0处，这相当于在输入热电偶的热电动势EAB（t，t0）之前就给显示仪表输入了修正值EAB（t0，0）。
图1 仪表机械零点调整法示意2 冷端恒温法冰点槽法。
将热电偶冷端置于冰点槽内，使其保持在0℃，该方法一般用于实验室。
恒温炉法。
该方法是将热电偶冷端置于恒温炉中，生产中一般采用50℃恒温炉。
3 补偿电桥法（冷端温度补偿器）冷端温度补偿器是根据不平衡电桥原理设计的，其工作原理见图2。
R1，R2，R3均为电阻温度系数很小的锰铜电阻，作为该电桥的固定桥臂。
R4为铜电阻，其阻值随环境温度的变化而变化。
冷端温度补偿器由4V直流电源供电，电阻R 为串联在电源回路里的降压电阻，是配用不同分度号的热电偶时作为调整补偿电动势的电阻。
图2 冷端温度补偿器工作原理冷端温度补偿器在热电偶线路上的附加电阻值（即桥路内阻）约为lΩ左右。
4 补偿热电偶法该方法的理论依据是中间温度定律，它是用补偿热电偶产生的热电动势来补偿测温热电偶因冷端温度变化所产生的误差。
补偿热电偶和测温热电偶通过切换开关和显示仪表串接起来，使冷端温度变化所引起的测温误差得到补偿。
补偿热电偶可以是一支或多支测温热电偶，也可以是用测温热电偶的补偿导线制成的热电偶。
5 晶体管PN结温度补偿法近年来还有采用温敏二极管或温敏晶体管对热电偶进行冷端温度补偿的。
热电偶冷端温度补偿解释
热电偶冷端温度补偿解释
嘿，你知道热电偶冷端温度补偿是啥不？这可真是个超级重要的东
西呢！就好像你大冬天出门，不穿厚衣服那肯定会冻得够呛呀！热电
偶呢，它测量温度的时候，冷端的温度要是不稳定，那测量结果不就
乱套啦！
咱就说，热电偶就像个小侦探，它要去探测温度呢。
可是这个小侦
探有个弱点，就是它的冷端温度得好好处理才行。
比如你要测量一个
很热的东西的温度，可冷端这边温度乱七八糟的，那最后得出来的温
度数据能准吗？肯定不行呀！
你想想看，热电偶的热端在努力工作，可冷端却在捣乱，这不是添
乱嘛！那怎么解决这个问题呢？这就需要进行冷端温度补偿啦！比如说，可以用专门的补偿导线呀，就像是给热电偶穿上了一件合适的保
暖衣，让它能更好地工作。
还有啊，现在科技这么发达，还有各种电子补偿方法呢！就好像给
热电偶配备了一个智能小助手，能随时帮它调整冷端的温度，让测量
结果更准确。
哎呀，热电偶冷端温度补偿真的太重要啦！如果没有它，那我们很
多温度测量都会变得不靠谱，那可就麻烦大啦！你说是不是？所以呀，可千万别小瞧了这个冷端温度补偿哦！
我的观点就是：热电偶冷端温度补偿是确保热电偶准确测量温度的关键环节，必须要重视起来，采用合适的方法进行有效的补偿。
热电偶冷端温度校正方法
热电偶冷端温度校正方法
嘿，咱今儿就来说说热电偶冷端温度校正方法这档子事儿。
你想想啊，热电偶就像个小机灵鬼，它能帮咱测量温度呢。
可这冷
端温度要是不准确，那可就麻烦啦！就好比你要去一个地方，方向偏
了一点点，那最后可能就差之千里喽。
那怎么校正这冷端温度呢？首先啊，可以用补偿导线法。
这就好比
给热电偶找了个好伙伴，能把冷端的温度影响给弥补一下。
这补偿导
线就像是个小魔法师，能让热电偶的测量更准确呢。
还有冰浴法，你可以想象一下，把热电偶的冷端放在冰水里，就像
给它洗了个清凉的澡，让它冷静冷静，这样温度就能校正得比较准啦。
另外呢，还有计算修正法。
这可就有点像做数学题啦，通过一些计
算来调整冷端温度带来的误差。
就好像你算错了一道题，然后发现错
误赶紧改正过来。
恒温箱法也不错呀，把冷端放在恒温箱里，就像给它找了个安稳的家，温度稳定了，校正起来也容易多啦。
哎呀，这些方法可都很重要呢！要是不校正冷端温度，那得出的结
果不就不靠谱啦？那咱之前的努力不都白费了嘛！所以啊，咱可得重
视起来。
你说，这热电偶要是没了这些校正方法，那得多不靠谱呀！就像一
个人走路没了方向感，那还不得晕头转向呀。
咱可不能让它晕头转向，得让它好好发挥作用，给咱准确地测量温度。
总之呢，这些热电偶冷端温度校正方法就像是给热电偶保驾护航的
小卫士，有了它们，热电偶才能更好地工作呀！咱可得好好掌握这些
方法，让它们为咱服务，让咱的测量工作更加准确可靠！你说是不是
这个理儿呀？。
热电偶温度计的处理措施
热电偶温度计的处置措施热电偶温度计由三部分构成：热电偶（感温元件）；测量仪表（动圈仪表或电位差计）；连接热电偶和测量仪表的导线（弥补导线）。
热电偶是工业上常用的一种测温元件。
它是由两种不同料子的导体A和B焊接而成。
焊接的一端插入被测介质中，感受到被测温度，称为热电偶的工作端或热端，另一端与导线连接，称为冷端或自由端（参比端）。
导体A、B称为热电极。
处置措施：1、合理选择测温点与插入深度热电偶测温，位置和深选择至关紧要。
为保证测量精准，要对待测环境进行数据手记分析总结，找寻的检测点来除去测温误差，从而实现温度监测和掌控的作用。
对于的插入深度，要从热电偶自身结构、材质和保护材质、密封性等方面综合考虑，进行深度检测实线并总结数据变更规律，利用其它工具对其进行分析，从而将深度数据确定下来。
对于测量环境的不同，热电偶插入深度确定同样需要试验确定，才略有效躲避测温误差超差问题的显现。
2、热辐射及导热问题的修正热辐射误差修正方法如下：一是通过对流形式来降低辐射热；二是通过隔离措施控别热交换。
3、热电偶动态响应问题的修正热电偶动态响应强弱是其灵敏性的表现。
提高灵敏性，才略加快热响应速度。
可以从加快热传感响应速度和调小滞后时间两方面来校正。
讨论结果表明，热电偶热响应越快，其接点体积越细小，接触面越大。
因此，进行校正时，可以更改检测端外形，使热电偶接点体积精细化，还要与待测液的接触面积增大，从而缩小热电偶的热响应滞后时间。
另外，采纳导热性能强，热响应快的材质作热电偶传感器，将动态响应误差降至安全标准内，才略将热电偶的性能发挥出来。
4、测量系统漏电问题的修正热电偶测温系统有电流变，绝缘层简单老化，必须定期维护、检查和保养，才略躲避漏电误差。
另外，还可增大热电偶直径，加厚保护层等方法来躲避误差超差。
标签:温度计温度计。
热电偶的冷端处理方法
对于 T0 经常波动的情况，可利用热敏电阻
或其它传感器把 T0 信号输入计算机，按照运算 公式设计一些程序，便能自动修正。后一种情况 必须考虑输入的采样通道中除了热电动势之外 还应该有冷端温度信号，如果多个热电偶的冷端
指示值就永远正确。
欢都显得那般可爱，当时我们的委屈和害怕在如今看来是那般平淡，再难有波澜
2．冷端补偿器法
利用不平衡电桥产生热电势补偿热电偶因
冷端温度变化而引起热电势的变化值。 3．软件处理法 对于计算机系统，不必全靠硬件进行热电偶
欢都显得那般可爱，当时我们的委屈和害怕在如今看来是那般平淡，再难有波澜
例：用动圈仪表配合热电偶测温时，如果把 仪表的机械零点调到室温 TH 的刻度上,在热电动 势为零时，指针指示的温度值并不是 0℃而是 TH。
而热电偶的冷端温度已是 TH,则只有当热端温度 T=TH 时，才能使 EAB(T,TH)=0，这样，指示值就 和热端的实际温度一致了。这种办法非常简便， 而且一劳永逸，只要冷端温度总保持在 TH 不变，
热电偶的冷端处理方法 1．零点迁移法 应用领域：如果冷端不是 0℃，但十分个恒定值， 因为冷端温度稳定不变，电动势 EAB(TH,0)是常 数，利用指示仪表上调整零点的办法，加大某个
适当的值而实现补偿。
欢都显得那般可爱，当时我们的委屈和害怕在如今看来是那般平淡，再难有波澜
欢都显得那般可爱，当时我们的委屈和害怕在如今看来是那般平淡，再难有波澜
温度不相同，还要分别采样，若占用的通道数太 多，宜利用补偿导线把所有的冷端接到同一温度 处，只用一个冷端温度传感器和一个修正 T0 的 输入通道就可以了。冷端集中，对于提高多点巡
热电偶冷端温度的数字化实时处理
热电偶冷端温度的数字化实时处理过幼南(江苏技术师范学院电气信息系，江苏常州213001)摘要：介绍采用数字温度传感器进行冷端测温，微控制器进行计算处理，对热电偶温度实时修正的方法。
该方法简单方便，温度补偿范围宽，是高精度测温的有效方法。
关键词：热电偶；冷端温度补偿；数字传感器；实时修正Computer RT Correction for Thermocouple Cold Junction Temperatur eGUO Younan(Department of Electrical Information Engineering, Jiangsu Teachers College ofTechnology, Changzhou 213001, China)Abstract: A method of thermocouple cold junction temperature real time compensation was introduced, which utilizes digital sensor to measure temperature, and micro controller to process the temperature data. It has the merits such as simple structure, wide rang and high accuracy.Key words: thermocouple; cold junction temperature compensation;digital sensor; real time correction1热电偶冷端温度的补偿在进行温度测量时，测量端置于被测介质中，而冷端温度一般不为0℃，其大小随周围环境温度变化。
如果直接按照冷端温度为0℃时的分度表来求得测试温度，势必产生很大误差。
传统的办法，一是使用补偿导线，将冷端延长到远离热源的恒温室。
热电偶参考端温度处理方法
热电偶参考端温度处理方法热电偶是一种常用的温度测量仪器，利用热电效应来测量温度。
在热电偶中，由于热电效应的存在，温度梯度会在热电偶中产生电势差，通过测量这个电势差来确定温度。
热电偶的参考端温度处理方法对于热电偶的准确性和可靠性起着重要的作用。
热电偶的参考端温度是指与测量端相对应的参考点的温度。
参考端温度处理方法主要包括冷端补偿法、自动补偿法和温度校正法。
首先，冷端补偿法是通过测量热电偶的冷端温度来进行补偿的一种方法。
热电偶的冷端通常是指热电偶测量端的环境温度或基准温度。
这种方法通过在冷端设置温度传感器，实时测量冷端温度，并通过计算来补偿热电偶的电势差。
冷端补偿法可以有效地消除热电偶在不同环境温度下的误差，提高测量的准确性。
其次，自动补偿法是通过使用特殊的仪器和电路来实现的一种补偿方法。
这种方法利用特殊的控制电路，根据冷端温度的变化，自动调整热电偶的工作点，以保证工作点在一个合适的范围内。
这样可以避免由于冷端温度的变化而引起的测量误差。
自动补偿法具有快速、准确的特点，能够对冷端温度进行实时、自动的补偿。
最后，温度校正法是通过校正因子来对热电偶的电势差进行修正的一种方法。
这种方法利用已知温度下的热电偶电势差与实际测量得到的电势差之间的差异，建立校正曲线或校正表，通过查表或计算，将测量得到的电势差转化为准确的温度值。
温度校正法需要提前进行一次或多次的校正实验，以建立准确的校正曲线或校正表。
这种方法适用于对热电偶进行长期、稳定的温度测量。
总结起来，热电偶参考端温度处理方法包括冷端补偿法、自动补偿法和温度校正法。
这些方法可以提高热电偶的测量精度和可靠性，提高温度测量的准确性。
在实际应用中，根据具体情况选择合适的方法，进行参考端温度的处理，以确保热电偶的测量结果的准确性和可靠性。
热电偶冷端处理方法
热电偶冷端处理方法热电偶是一种常用的温度测量传感器，广泛应用于工业生产过程中。
它的工作原理是基于热电效应，利用两种不同材料的热电势差来测量温度。
热电偶的冷端处理非常重要，它直接影响到温度测量的准确性和稳定性。
热电偶的冷端处理主要是为了消除冷端温度对温度测量的影响。
由于热电偶测量的是热电势差，所以冷端温度对热电势差有一定的影响。
如果不进行冷端处理，冷端温度变化会引起热电势差的变化，从而导致温度测量的误差。
常用的热电偶冷端处理方法有冷端补偿法和冷端引导法。
冷端补偿法是通过在冷端引入一个补偿电路来消除冷端温度对温度测量的影响。
补偿电路一般由冷端电阻和连接电缆组成。
冷端电阻的阻值与冷端温度成正比，通过测量冷端电阻的阻值，可以计算出冷端温度，然后根据冷端温度的变化来修正温度测量值。
冷端引导法是通过将热电偶的冷端引导到一个恒温环境中，使冷端温度保持恒定，从而消除冷端温度对温度测量的影响。
常用的冷端引导方法有冷端套管和冷端盒。
冷端套管是将热电偶的冷端插入到一个金属套管中，套管的另一端与恒温介质相连，通过恒温介质的作用，使热电偶的冷端温度保持恒定。
冷端盒是将热电偶的冷端放置在一个盒子中，盒子内部填充有恒温介质，通过恒温介质的作用，使热电偶的冷端温度保持恒定。
在选择热电偶冷端处理方法时，需要考虑实际应用的需求和条件。
冷端补偿法相对简单，适用于一般的温度测量场合。
冷端引导法需要提供恒温环境，适用于对温度测量精度要求较高的场合。
在实际应用中，可以根据具体情况选择合适的冷端处理方法。
除了冷端处理，还有一些其他的注意事项可以提高热电偶的测量精度和稳定性。
首先，应选择合适的热电偶材料和规格，根据测量温度的范围和环境条件选择合适的热电偶。
其次，应注意热电偶的安装位置和固定方式，避免外界因素对温度测量的干扰。
此外，还应定期检查和校准热电偶，确保其测量精度和稳定性。
热电偶的冷端处理对温度测量的准确性和稳定性至关重要。
通过合适的冷端处理方法，可以消除冷端温度对温度测量的影响，提高测量精度和稳定性。
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热电偶冷端温度的数字化实时处理
过幼南
(江苏技术师范学院电气信息系，江苏常州213001)
摘要：介绍采用数字温度传感器进行冷端测温，微控制器进行计算处理，对热电偶温度实时修正的方法。
该方法简单方便，温度补偿范围宽，是高精度测温的有效方法。
关键词：热电偶；冷端温度补偿；数字传感器；实时修正
Computer RT Correction for Thermocouple Cold Junction Temperatur e
GUO Younan
(Department of Electrical Information Engineering, Jiangsu Teachers College of
Technology, Changzhou 213001, China)
Abstract: A method of thermocouple cold junction temperature real time compensation was introduced, which utilizes digital sensor to measure temperature, and micro controller to process the temperature data. It has the merits such as simple structure, wide rang and high accuracy.
Key words: thermocouple; cold junction temperature compensation;digital sensor; real time correction
1热电偶冷端温度的补偿
在进行温度测量时，测量端置于被测介质中，而冷端温度一般不为0℃，其大小随周围环境温度变化。
如果直接按照冷端温度为0℃时的分度表来求得测试温度，势必产生很大误差。
传统的办法，一是使用补偿导线，将冷端延长到远离热源的恒温室。
测出冷端温度，根据热电偶中间温度定律，算出对应0℃冷端时的热电势：
其中e
AB (T，T
)是实测的热电势，e
AB
(T
，0)根据冷端温度T
计算或查表所得。
据
此可算得e
AB
(T，0)，从而可得被测温度T。
二是采用电桥补偿法，在冷端接入补偿电桥，用外加的能随冷端温度变化的补偿电势，来补偿由于冷端温度变化所引起的测试误差。
该法可用于冷端温度变化的场合。
由于补偿导线材料或补偿电桥中的温敏元件其热电特性与热电偶的热电特性仅能作某种程度上的近似，因此其补偿范围与补偿精度都不能满足高精度测量的要求。
微机技术的发展，使得冷端温度的数字化实时处理成为可能。
笔者利用微控制器和集成温度传感器，对热电偶的冷端温度进行实时修正，使热电偶的测温精度在全范围内达到±0.5℃。
本文以K型热电偶为例，介绍该系统的设计方法。
2总体方案
本设计采用89C51作为微控制器，热电偶产生的热电势经过精密运算放大器7650放大后，送四位半双积分AD转换器ICL7135转换为数字量送入89C51。
冷端温度的测试采用集成温度传感器DS18B20，该传感器为数字传感器，采用单总线协议，用一根线与计算机连接。
硬件结构如图1所示。
采用5位数字显示。
显示器可以显示以下几种数字：
(1)测量端温度。
5位数字显示，单位℃；(2)冷端温度。
4位数字显示，单位℃；(3)热电势e
AB
(T，T0)经AD转换后得到的数字量。
5位数字显示，单位mV。
用显示选择按钮来进行显示选择。
指示灯指示当前显示的数字。
缺省状态显示测量端温度。
计算机的工作过程如下：
首先通过AD7135，采集热电偶在测量端温度T和冷端温度T 0时产生的
热电势数据e
AB (T，T
)。
其次，由DS18B20测得冷端温度T
，然后，通过软件查
询分度表，得到对应的热电势e
AB (T
，0)，再根据中间温度定律，算得：
最后根据分度表查得e
AB
(T，0)对应的温度T。
3ICL7135与微控制器的接口
ICL7135是常用的四位半双积分AD转换器，输出定时波形如图2所示。
ICL7135工作时，当R/H脚为“1”，7135处于连续转换状态。
每40002个时钟周期完成一次AD转换，以4位二进制形式的BCD码输出(实际上是上次转换的结果)。
同时输出各位的位同步选通信号：D5，D4，D3，D2，D1。
AD转换结果以动态扫描方式输出。
即当选通信号D5=“1”时，BCD输出为万位。
当D4=“1”时，BCD输出为千位……，其余类推。
数字选通信号STB产生的负脉冲可作为AD转换的结束信号，向微控制器发出中断请求。
在中断服务程序中，首先判断最高位的位选信号D5是否有效，若无效则等待。
当D5有效后将此时出现在数据线上的4位BCD码读入内存作为万位。
接下来再判千位的位选通脉冲D4是否有效，无效等待，有效则读入数据作为千位存内存，其余类推。
所有5位数读完以后，中断返回。
4冷端温度的测定
冷端温度的测量采用美国DALLAS公司的DS18B20集成传感器。
该传感器有如下特点：
(1)采用单总线协议，即只要一个接口引脚即可通信。
(2)不需要外部元件。
(3)可用数据线供电。
测量范围从-55℃到+125℃。
(4)以9位数字量输出温度数据。
(5)数字增量值为0.5℃。
(6)转换时间为100ms。
(7)具有用户可定义的温度报警设置。
对DS18B20的操作是通过控制命令来进行的。
DS18B20有自己的指令集。
共有6种控制命令.用户可用这些指令进行有关的读/写操作。
DS18B20的温度值有9位，以1/2℃ LSB形式表示。
DS18B20内有9个字节的数据暂存存储器，字节0和字节1存放测得的温度值。
低字节在前，高字节在后。
图3是DS18B20测温程序的流程图。
本设计的优点是，硬件结构十分简单。
整个热电偶温度计只需一片微控制器即可完成精确测温的全过程。
由于使用了集成数字传感器，设计中只需一片A/D 转换芯片，无需D/A转换。
而DSl8B20的价格十分低廉，温度的补偿范围从-55℃到+125℃，对环境温度的测试完全足够。