两种简单 精确 灵活的热电偶温度测量方法
热电偶的温度校准方法探索
![热电偶的温度校准方法探索](https://img.taocdn.com/s3/m/c1da79e10129bd64783e0912a216147917117e1a.png)
热电偶的温度校准方法探索随着现代工业的发展,温度的准确测量变得越来越重要。
热电偶作为一种常用的温度传感器,广泛应用于许多领域。
然而,由于热电偶的性质以及使用环境的影响,其温度测量值可能存在一定的偏差。
为了确保准确的温度测量,热电偶的温度校准就变得至关重要。
一、校准方法的选择热电偶的温度校准方法有许多种,如干点校准、液点校准和的开放水浴校准等。
根据不同需求和精度要求,选择适当的校准方法至关重要。
1. 干点校准干点校准是一种常见的校准方法,使用纯净干燥的高温环境来校准热电偶。
常见的干点校准方法包括电炉法、电阻体法和光源法。
这种方法适用于较低温度范围,通常可达500℃以下。
干点校准精度较高,但需要专门的设备和环境。
2. 液点校准液点校准是通过将热电偶浸入已知温度的液体中进行校准。
常见的液点校准液体包括铱、钯和钽等金属的冰点或沸点。
液点校准方法适用于较高温度范围,通常可达到1000℃以上。
由于液体点和热电偶接触后容易发生化学反应,导致测量误差,因此在液点校准时需特别注意材料的选择和实施条件。
3. 开放水浴校准开放水浴校准是将热电偶浸入水浴中进行校准。
这种方法相对简单,适用于温度范围在冰点到100℃之间的热电偶。
由于水的容易蒸发和浸润性,开放水浴校准的稳定性较差,需要定期校准。
二、校准步骤无论是哪种校准方法,都需要进行相应的步骤来保证校准的准确性和可重复性。
1. 准备工作首先,需要准备好校准设备和环境。
校准设备包括电炉、温度控制仪器和标准温度传感器。
校准环境应尽量避免干扰因素,保证稳定和准确的温度控制。
2. 温度均衡在进行校准之前,要确保热电偶和校准设备处于热平衡状态。
此步骤的目的是消除由于温度梯度引起的误差。
3. 监测和记录在校准过程中,需要实时监测热电偶和标准温度传感器的输出,并记录下两者之间的温度差异。
这些数据将在后续的分析和处理中起到关键的作用。
4. 数据分析根据监测和记录的数据,可以对校准结果进行分析。
两种常用的温度的校验方法
![两种常用的温度的校验方法](https://img.taocdn.com/s3/m/e3b2554cbe23482fb4da4c85.png)
中国计量2016.3计在水泥生产中,预热器里生料的煅烧质量可通过温度和压力等直接反映,因此准确的温度对于预热器的监控起着重要的作用。
但在实际工作中,由于各种因素的影响,会使温度失真,给预热器工艺的监控带来影响。
因此,对温度进行监控和实时校验是必不可少的环节。
下面我简单介绍两种常用的温度校验方法。
一、校验原因预热器测温采用的测温元件有热电阻和热电偶。
热电阻测温的范围比较小,而预热器的温度最高达1000多摄氏度,因此,采用热电偶测温是最有效的手段。
热电偶分为一体化热电偶和非一体化热电偶。
在我们公司多采用非一体化的热电偶,通过温度变送器将电信号转变成为温度信号传递给中央控制室,供操作员参考。
非一体化热电偶采用两线制,通过温度变送器连接公司的DCS 系统,返回中控室。
在测量过程中,有的温度变送器受环境的影响较大,零点和满点会发生不同程度的漂移。
这就需要有效的手段对其进行及时准确的校准。
二、校验方法校准主要是采用特殊的校准仪器,连接温度变送器,在现场进行校验。
在校零点时,通过校准仪器输入0℃和最大值(如1300℃),看温度显示是否与标准给定的度数相一致,通过变送器模块上的调零、调满旋钮调至与给定的数值一致。
对于一体化的热电偶,由于除了中控室显示转换的温度,我们在现场看不到数值,所以采用另外一种校验方法。
主要用到的仪器有直流24V 转换稳压电源、万用表、特殊的校准仪器和一支一体化的热电偶。
连接方式如图1所示。
具体校验过程如下:将稳压电源的正电压端接入万用表的红表笔(+极)一端,万用表的黑表笔(-极)一端接入温度变送器的正极电源端,然后从温度变送器的负极电源端接入稳压电源的负极电源端,将万用表旋钮调至MA 挡,数值选择20MA ,将校准仪器接入连接热电偶偶芯的两根线上,正负接线要正确,然后将稳压电源接到220V 的电源上,上电,调节24V 电源,使输出的电压为直流24V ;然后拨通稳压电源的开关,用校准仪器给定0℃,观察万用表显示数值是否对应为4MA ;若不是,调节温度变送器的调零旋钮,使万用表显示4MA ;然后用校准器给定与温度变送器上所规定的量程一致的数值,比如1300℃,看万用表显示是不是20MA ;然后根据情况,调节温度变送器的调满旋钮,使万用表显示20MA ;然后也可以测量几个中间值来验证一下,这样一个温度变送器就校验好了,可以投入使用。
热电偶温度测量方法
![热电偶温度测量方法](https://img.taocdn.com/s3/m/142cd4bd25c52cc58ad6be23.png)
2021/2/24
热电偶温度测量方法
11
二、热电偶的基本定律
在使用热电偶测量温度时,还需要应用关于 热电偶的三条基本定律,它们已由实验所确 立.
1.均质导体定律 2.中间导体定律 3.连接温度定律
2021/2/24
热电偶温度测量方法
12
1.均质导体定律
由一种均质导体(或半导体)组成的闭合回路,不论 导体(半导体)的截面积如何以及各处的温度分布如 何,都不能产生热电势。
第四节热电偶的校验
2021/2/24
热电偶温度测量方法
2
第一节 热电现象和 关于热电偶的基本定律
热电偶温度计由热电偶、电测仪表和连接导线组成。
测量100~1600℃温度
较高准确度
温度信号转变成电信号,便于信号的远传和实现多点切换测 量
在工业生产和科学研究领域中被广泛用于测量温度。
2021/2/24
如导体A和B相接触,接点温度为t则 接点处的接触电势的形式只与A和B 的性质有关
热电偶温度测量方法
9
热电势
一个由A、B两种均匀
导体组成的热电偶, 当两个接点温度分别 时,按顺时针取向, 热电偶产生的热电势 为温差电势和接触电 势之和。
2021/2/24
热电偶温度测量方法
10
热电偶测量温度的工作原理
2021/2/24
热电偶温度测量方法
5
温差电势(汤姆逊电势)
是一根导体上因两端温度不同而 产生的热电动势。
当同一导体的两端温度不同时, 高温端的电子能量比低温端的电 子能量大,因而从高温端跑到低 温端的电子数比从低温端跑到高 温端的要多
热电偶温度测量方法
![热电偶温度测量方法](https://img.taocdn.com/s3/m/3247a31977c66137ee06eff9aef8941ea76e4b9b.png)
热电偶温度测量方法1、补偿导线在一定温度范围内,与配用热电偶的热电特性相同的一对带有绝缘层的导线称为补偿导线。
若与所配用的热电偶正确连接,其作用是将热电偶的参比端延伸到远离热源或环境温度较恒定的地方。
使用补偿导线的优点:①改善热电偶测温线路的机械与物理性能,采用多股或小直径补偿导线可提高线路的挠性,接线方便,也可以调节线路的电阻或屏蔽外界干扰;②降低测量线路的成本。
当热电偶与仪表的距离很远时,可用贱金属补偿型补偿导线代替贵金属热电偶。
在现场测温中,补偿导线除了可以延长热电偶参比端,节省贵金属材料外,若采用多股补偿导线,还便于安装与铺设;用直径粗、电导系数大的补偿导线,还可减少测量回路电阻。
采用补偿导线虽有许多优点,但必须掌握它的特点,否则,不仅不能补偿参比端温度的影响,反而会增加测温误差。
补偿导线的特点是:在一定温度范围内,其热电性能与热电偶基本一致。
它的作用只是把热电偶的参比端移至离热源较远或环境温度恒定的地方,但不能消除参比端不为0℃的影响,所以,仍须将参比端的温度修正到0℃。
补偿导线使用时的注意事项如下:①各种补偿导线只能与相应型号的热电偶匹配使用;连接时,切勿将补偿导线极性接反;②补偿导线与热电偶连接点的温度,不得超过规定的使用温度范围,通常接点温度在100 ℃以下,耐热用补偿导线可达200℃;③由于补偿导线与电极材料通常并不完全相同,因此两连接点温度必须相同,否则会产生附加电势、引入误差;④在需高精度测温场合,处理测量结果时应加上补偿导线的修正值,以保证测量精度。
2、参比端处理我们经常使用的热电偶分度表,都是以热电偶参比端为0℃条件下制作的。
在实验室条件下可采取诸如在保温瓶内盛满冰水混合物(最好用蒸馏水及用蒸馏水制成的冰),并且,保温瓶内要有足够数量的冰块,保证参比端为0℃(值得注意的是,冰水混合物并不一定就是0℃,只有在冰水两相界面处才是0℃)。
或利用半导体制冷的原理制成的电子式恒温槽使参比端温度保持在0℃。
教学实验-热电偶测温的两种方法
![教学实验-热电偶测温的两种方法](https://img.taocdn.com/s3/m/fe4cd0d3cc1755270622088c.png)
教学实验-热电偶测温的两种方法热电偶测温的两种方法一、实验目的1、学习热电偶温度传感器、变送器的工作原理2、了解信号的传输方式和路径。
二、实验设备热电偶、百特仪表、万用表。
三、实验原理热电偶的工作原理为热电效应。
当其热端和冷端的温度不同时,在热电偶的两端产生热电动势。
两端温差越大,产生的热电动势就越大。
其电势由接触电势和温差电势两部分组成。
因此,通过对电动势的测量即可知道热电偶两端的温差。
热电偶是一种感温元件, 它能将温度信号转换成热电势信号, 通过与电气测量仪表的配合, 就能测量出被测的温度。
热电偶构造简单、使用方便、具有较高的准确度,温度测量范围宽,因此在温度测量中应用极为广泛。
常用热电偶可测温度范围为-50~1600℃。
若用特殊材料,其温度测量范围可达-180~2800℃。
使用热电偶组成一个温度检测系统,主要有两种情况,一是热电偶先接到热电偶温度变送器,变送器输出的标准信号与被测温度成线性对应关系,并送到显示仪表显示温度值,如图1.6(a)所示。
二是热电偶直接与DCS显示仪表相连,显示仪表显示被测温度值,如图1.6(b)所示。
对于第一种情况,温度变送器可以单独使用,也可以和热电偶组成一体化温度变送器。
温度变送器必须和热电偶配套使用,必须包含与热电偶对应的自由端温度补偿器。
通用的温度变送器,还应包含非线性补偿环节,使其输出值热电偶工作端与被测温度成正比。
因此,与变送器相连的温度显示仪表可以是一种通用的显示仪表,它的输入信号为统一的4~20mA标准信号。
对于第二种情况,显示仪表必须要与热电偶配套使用。
显示仪表可以是模拟指针式的,也可以是数字式的,如果不加温度变送器就必须包含与热电偶对应的自由端温度补偿器。
补偿器产生的电势连同热电偶的电势一起作为显示仪表的输入信号。
数字式温度显示仪表一般先将输入电势(毫伏信号)进行放大,再通过A/D转换送人单片机,由单片机输出驱动数码显示。
为了使显示值直接对应被测温度,在电路中或在单片机软件中需要加入非线性补偿,同时还要进行标度变换。
热电偶的使用方法及校准步骤
![热电偶的使用方法及校准步骤](https://img.taocdn.com/s3/m/897b3c86f021dd36a32d7375a417866fb84ac0c8.png)
热电偶的使用方法及校准步骤热电偶作为一种常用的温度测量仪器,广泛应用于工业生产、科研实验、医疗设备等领域。
它通过测量两个不同金属导线的温差来确定温度,具有测量范围广、响应速度快、稳定性高等优点。
下面将介绍热电偶的使用方法及校准步骤。
首先,我们需要了解热电偶的构成和工作原理。
热电偶由两个不同金属导线(通常为铂-铑导线)组成,两个导线的接点形成了一个测量点,该测量点可以暴露在需要测温的环境中。
当温度发生变化时,两个导线之间产生的温差会引起热电势的变化,根据热电势的变化可以确定温度值。
在使用热电偶之前,我们需要将其连接到测温设备上。
连接时要确保导线接触紧密,并避免出现接触不良或短路等情况,这样可以保证温度测量的准确性。
同时,要将热电偶的冷端(即导线的另一端)与冷源连接,以确保冷端温度的稳定。
在实际应用中,我们需要注意保护热电偶的接触点,以免受到撞击或腐蚀等影响。
此外,应尽量避免在高温或强电磁场等环境中使用热电偶,以免损坏或影响测温的准确性。
热电偶的校准是保证测温准确性的重要步骤。
校准过程中,我们通常需要使用标准温度源,通过比较热电偶测得的温度值和标准温度源给出的温度值,确定热电偶的测量误差。
校准步骤如下:1. 准备标准温度源和测温设备。
标准温度源可以是精确的温度计或已知温度的环境,测温设备可以是多功能温度计或专用仪表。
2. 将热电偶和温度计连接在一起,保证连接牢固,并确认设备处于正常工作状态。
3. 将标准温度源的温度值设置为目标校准温度。
待温度稳定后,记录标准温度源给出的温度值。
4. 同时记录热电偶给出的温度值,注意确保测量过程中的稳定性。
可以多次测量并取平均值,以提高准确性。
5. 比较热电偶测量值和标准温度源的给出值,计算出测量误差。
6. 如果测量误差较大,可以进行校准调整。
校准调整的方法有两种:一种是调整温度计的零点偏差,即将测得的温度值与标准温度源的值进行对比,修正零点误差;另一种是调整温度计的灵敏度,即通过控制热电偶输入电压或电流大小来修正温度计的灵敏度。
热电偶测温方法热电偶测温
![热电偶测温方法热电偶测温](https://img.taocdn.com/s3/m/55b335e6783e0912a3162a19.png)
5、变差:在仪表全部测量范围内,被测量值上行和下行所得到的两条特性曲线之间的最 大偏差,指的是仪表正向特征与反向特征不一致的成度。仪表变差不应超过允 需误差值,在校验仪表时,一般应进行上、下行程的校验。
6、时滞:用仪表对参数进行测量时,由于仪表有惯性,其指示值总要经过一段时间之后才 能正确的显示出被测参数,即指示值的变化总要落后于被测参数的变化。从测量 开始到仪表正确显示出被测量的这一段时间称为仪表的时滞或反应时间。
根据仪表是否与被测对象接触,测量可分为:接触测量法和非接触测量法。
二、热工测量仪表的组成及分类
1、热工测量仪表的组成:炼铁厂中的热工参数,多数不能直接测量,一般是借助一些物质 的物理、化学性质的关联性把被测参数转变为其他便于直接测量的相关量,以间接得出被测参 数的数值。从仪表的各部分的功能和作用分为:感受部件、传输变换部件及显示部件。
如果测量仪表的感受部件或变送器与显示部件相距较远,并各自成为一完整仪表,则习惯 称为感受仪表(一次仪表)及显示仪表(二次仪表)
2020/3/25
热工仪表及其维护
2
承钢自动化分公司炼铁作业区
AUTOMATION
2020/3/25
热工仪表及其维护
3
承钢自动化分公司炼铁作业区
2、热工测量仪表的分类: ⑴按被测参数不同;等以下略
⑶组合测量:组合测量是在测量出几组具有一定函数关系的量值基础上,通 过解联立方程组求取被测量的方法。例如,在一定温度范围内求解铂电阻与温度的 关系。
பைடு நூலகம்
2020/3/25
热工仪表及其维护
1
承钢自动化分公司炼铁作业区
AUTOMATION
根据检测装置动作原理不同,测量可以分为 ⑴直读法:被测量作用于仪表比较装置,使比较装置的某种参数按已知关系随被测量 发生变化,由于这种变化关系已在仪表上直接刻度,故直接可由仪表刻度尺读出测量结果。 ⑵零值法(平衡法):将被测量与一个已知量进行比较,当两者达到平衡时,仪表平 衡指示器指零,这时已知量就是被测量值。 ⑶微差法:当被测量尚未完全与已知量相平衡时,读取它们之间的差值,由已知量和 差值可求出被测量值。如用不平衡电桥测量电阻。
校验热电偶的方法
![校验热电偶的方法](https://img.taocdn.com/s3/m/d1afd19529ea81c758f5f61fb7360b4c2e3f2a3a.png)
校验热电偶的方法
热电偶是一种常用于测量温度的传感器,其工作原理是基于热电效应,即不同金属之间由于温度差异引起的电势差。
为了确保热电偶测量的准确性,可以采取以下几种常见的校验方法。
1. 零点校验:使用校准源或已知温度的参比热电偶,将热电偶两端接触同一温度的物体,调整温度表示为零位,并记录读数。
如果读数有偏差,可以通过修正温度表的零位点来校正热电偶的测量。
2. 对比校验:使用已知温度的标准温度计与热电偶同时测量同一温度物体的温度,并比较两者的读数。
如果存在较大的差异,可以通过修正热电偶的温度系数或校准温度表来提高测量准确性。
3. 市电点检查:将热电偶两端用导线连接,然后让一根导线与市电相连,通过观察读数是否为市电频率的整数倍(如50Hz)来判断热电偶的工作是否正常。
若读数为非整数倍或波形不正常,可能存在热电偶接点松动或损坏的问题,需要进行维修或更换。
4. 不均匀检查:使用已知温度分布的设备(如恒温槽)将热电偶置于不同温度区域中,同时记录热电偶的读数。
如果热电偶测量结果与设定的温度分布不一致,可能存在热电偶的不均匀性问题,需要进行修正或更换。
需要注意的是,校验热电偶的方法应当根据具体的检测标准和要求来选择,并在合适的环境条件下进行。
此外,定期的校验和维护对于保证热电偶测量的准确性和可靠性也是必要的。
两种简单精确灵活的热电偶温度测量方法
![两种简单精确灵活的热电偶温度测量方法](https://img.taocdn.com/s3/m/7f0abfd0cc22bcd127ff0c3a.png)
两种简单精确灵活的热电偶温度测量方法Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】两种简单、精确、灵活的热电偶温度测量方法简介热电偶是一种广泛用于温度测量的简单元件。
本文简单概述了热电偶,介绍了利用热电偶进行设计的过程中常见的挑战,并提出两种信号调理解决方案。
第一种方案将参考接合点补偿和信号调理集成在一个模拟IC内,使用更简便;第二种方案将参考接合点补偿和信号调理独立开来,使数字输出温度感应更灵活、更精确。
热电偶原理如图1所示,热电偶由在一头相连的两根不同金属线组成,相连端称为测量(“热”)接合点。
金属线不相连的另一头接到信号调理电路走线,它一般由铜制成。
在热电偶金属和铜走线之间的这一个接合点叫做参考(“冷”)接合点。
图1.热电偶*我们使用术语“测量接合点“和“参考接合点”而不是更传统的“热接合点”和“冷接合点”。
传统命名体系可能会令人产生困惑,因为在许多应用中,测量接合点可能比参考接合点温度更低。
在参考接合点处产生的电压取决于测量接合点和参考接合点两处的温度。
由于热电偶是一种差分器件而不是绝对式温度测量器件,必须知道参考接合点温度以获得精确的绝对温度读数。
这一过程被称为参考接合点温度补偿(冷接合点补偿)。
热电偶已成为在合理精度内高性价比测量宽温度范围的工业标准方法。
它们应用于高达约+2500°C的各种场合,如锅炉、热水器、烤箱和风机引擎等。
K型是最受欢迎的热电偶,包括Chromel和Alumel(特点是分别含铬、铝、镁和硅的镍合金),测量范围是–200°C至+1250°C。
为什么使用热电偶?优点•温度范围广:从低温到喷气引擎废气,热电偶适用于大多数实际的温度范围。
热电偶测量温度范围在–200°C至+2500°C之间, 具体取决于所使用的金属线。
•坚固耐用:热电偶属于耐用器件,抗冲击振动性好,适合于危险恶劣的环境。
使用热电偶测量温度
![使用热电偶测量温度](https://img.taocdn.com/s3/m/45f8ee711711cc7931b716f2.png)
E 型 EN 60 584 镍铬 – 铜镍
J 型 EN 60 584 铁 – 铜镍
K 型 EN 60 584 镍铬 – 镍
S 型 EN 60 584 铂 10%铑 – 铂
根据 IEC 60584,热电偶类型被再划分为三个公差
等级:
等级
1
公差(±)
0.5℃ or 0.004*(t)
T型
-40℃…+350℃
90%铂,10%铑 0.193 ≈100%(纯铂) 0.107 表格 3. 材料成分
由于这些测试步骤都是关于接触式测温法的,所 以也要介绍下这种方法所带来的系统误差。当固定热 电偶的时候,有一部分能量会因此散逸掉。所以,了 解热电偶对应的测试精度是十分重要的。
对于测量 LED 焊点的温度 Ts,推荐使用的是 K 型 的热电偶。因为这种型号的热电偶的热导率是所有型 号的热电偶中最低的,所以从热电偶散逸掉的能量比 其他型号的热电偶都少。另外要尽可能低降产生的系 统误差,热电偶的尺寸就要尽可能地小。
需要注意的是不要在热电偶上施加太大的压力, 并且热电偶与 LED 之间不能存在有不需要的金属接触 的情况。还需要用欧姆表对电路进行确认,一旦发现 有电气接触,整个固定过程就需要重新进行。大约经 过 40 分钟后,粘接剂就可以用于温度测试了。在测试 完移除热电偶时要使用电烙铁,因为大多数粘接剂只 有在高温下才会熔化。
的铜箔(厚度为 35 微米),一个固定环和锁在接触面上 的四颗螺丝。一个表面发射率为 0.94 的黑色薄膜被用 来作为红外照相机的辐射转化器。铜箔的厚度与 LED 对应的常用焊盘厚度一致。这样使热电偶的影响可以 通过红外照相机的帮助以图像的形式呈现出来。
图 3. 附着在欧司朗 PowerTOPLED 上的热电偶
热电偶的校验方法
![热电偶的校验方法](https://img.taocdn.com/s3/m/175ba0487ed5360cba1aa8114431b90d6d858962.png)
热电偶的校验方法热电偶是一种常用的温度测量装置,具有灵敏度高、响应快、稳定性好等特点。
为了确保热电偶的测量准确性,需要进行校验。
下面将介绍热电偶的校验方法。
热电偶的校验主要包括线性度校验、灵敏度校验和温度误差校验三个方面。
一、线性度校验热电偶的线性度是指在一定温度范围内,热电偶的输出电压与温度之间的线性关系。
线性度校验的目的是检测热电偶的输出是否与理论值一致。
线性度校验的具体步骤如下:1. 准备一台精密温度控制仪,设定不同的温度点,一般取-20℃、0℃、100℃、200℃等。
2. 将热电偶的感温端与温度控制仪连接,将输出端接入数字电压表进行测量。
3. 在每个设定的温度点上,记录热电偶的输出电压和实际温度值。
4. 利用线性回归分析方法,计算热电偶的线性度,判断是否满足要求。
二、灵敏度校验热电偶的灵敏度是指单位温度变化引起的电压变化。
灵敏度校验的目的是检测热电偶的灵敏度是否符合标准要求。
灵敏度校验的具体步骤如下:1. 准备一台精密温度控制仪,设定一个温度点,例如100℃。
2. 将热电偶的感温端与温度控制仪连接,将输出端接入数字电压表进行测量。
3. 在设定的温度点上,记录热电偶的输出电压和实际温度值。
4. 计算热电偶的灵敏度,通常以mV/℃为单位。
与标准值进行比较,判断是否符合要求。
三、温度误差校验热电偶的温度误差是指热电偶测量的温度与实际温度之间的差别。
温度误差校验的目的是确定热电偶的测量误差范围。
温度误差校验的具体步骤如下:1. 准备一台精密温度控制仪,设定一系列温度点,例如-50℃、0℃、50℃、100℃等。
2. 将热电偶的感温端与温度控制仪连接,将输出端接入数字电压表进行测量。
3. 在每个设定的温度点上,记录热电偶的输出电压和实际温度值。
4. 计算热电偶的温度误差,与标准值进行比较,判断是否符合要求。
除了以上三个校验方法,还需要注意以下几点:1. 校验时要确保热电偶的感温端与被测温度接触良好,避免接触不良导致测量误差。
利用热电偶测量温度的方法
![利用热电偶测量温度的方法](https://img.taocdn.com/s3/m/8d08ca7fb207e87101f69e3143323968011cf435.png)
利用热电偶测量温度的方法温度是我们生活中非常重要的物理量之一,它直接影响着我们的舒适度、健康和许多工艺过程。
为了准确地测量温度,人们开发了许多不同的方法和设备。
其中,利用热电偶测量温度的方法是最常见和广泛应用的。
热电偶是一种温度传感器,它利用两种不同材料的热电效应来测量温度。
一般来说,热电偶由两种金属线或合金线制成,并连接在一起形成一个回路。
当热电偶的一端受到热量的影响时,两个金属之间会产生一个电势差(即热电势),该电势差与温度之间存在着一定的关系。
利用热电偶测量温度的方法有许多种。
其中最常见的一种方法是将热电偶置于待测温度的介质中,通过测量热电势来确定温度。
这种方法简单直接,适用于许多常见的温度测量情况。
例如,在实验室中,我们常常使用热电偶来测量溶液的温度。
将热电偶插入溶液中,然后通过连接的测量设备读取电势差,就可以得到溶液的温度。
除了直接测量温度,利用热电偶还可以进行温度差测量。
这在一些工艺过程中特别有用。
例如,在冶金行业,热电偶被用来测量两个不同位置的温度差,以监测冶炼过程中的炉温分布。
通过将两根热电偶的一端分别插入不同位置,然后测量它们之间的热电势差,就可以得到温度差。
这样,冶炼操作员可以及时调整炉内温度,以确保工艺过程的稳定性和产品质量。
利用热电偶测量温度的方法不仅适用于常温条件下,也可以在极端条件下使用。
例如,在航天器的太空探测任务中,热电偶是必不可少的温度测量设备。
在太空中,温度可以非常低,甚至接近绝对零度。
热电偶以其良好的响应速度和稳定性,能够准确地测量这些极端条件下的温度,为科学家们提供宝贵的数据。
除了上述的基本方法外,利用热电偶测量温度的方法还有一些衍生形式。
例如,现在有一种被称为热电阻的设备,它实际上也是一种热电偶,只是用一个电阻元件来测量热电势差。
热电阻在某些应用中可以提供比传统热电偶更高的精度和准确性。
总之,利用热电偶测量温度的方法是一种简单、可靠且广泛应用的技术。
无论是在实验室中,还是在工业生产和科学研究中,都可以看到热电偶的身影。
热电偶的测量方法
![热电偶的测量方法](https://img.taocdn.com/s3/m/710cf5e0970590c69ec3d5bbfd0a79563c1ed42f.png)
热电偶的测量方法嘿,你问热电偶的测量方法哈。
那我们得先了解热电偶是啥。
它就像一个神奇的小玩意儿,能把温度的变化转化成电信号。
在开始测量之前呢,要选对热电偶的类型。
不同的环境和温度范围得用不同的热电偶。
比如说K 型热电偶,它在比较常见的温度范围里挺好用的。
要是温度特别高,可能就得用R 型或者S 型热电偶了。
这就像我们选衣服,不同的场合得穿不同的衣服。
选好热电偶后,要把它安装在要测量温度的地方。
安装的时候要注意,得让热电偶的测量端和被测物体充分接触。
不能有缝隙,不然测出来的温度就不准啦。
就像我们量体温,温度计得和身体贴紧了才行。
然后呢,热电偶会产生一个微弱的电压信号。
这个信号得通过导线传输到测量仪器上。
这导线可不能随便选,得用那种专门的补偿导线,它能减少信号在传输过程中的损失。
就像我们打电话,如果线路不好,声音就不清楚,这导线就是保证信号清楚的关键。
测量仪器也很重要。
有那种专门的温度显示仪表,它能把热电偶传来的电压信号转化成温度值显示出来。
在使用测量仪器之前,要检查它是不是正常工作。
就像我们看手表,得先看看它走得准不准。
我给你说个例子哈。
在一个工厂里,有个大锅炉。
他们需要知道锅炉里面的温度,就用了热电偶来测量。
他们选了一个适合高温的热电偶,然后把它安装在锅炉内部,让测量端紧紧地贴在锅炉壁上。
用专门的补偿导线把热电偶和外面的温度显示仪表连起来。
刚开始的时候,他们发现测量出来的温度有点不对劲,后来检查发现是导线有点问题,换了导线之后,温度测量就准确了。
在测量过程中,还要注意环境的干扰。
比如说周围有电磁场,可能会影响热电偶的信号。
这时候可以给热电偶加上屏蔽罩,就像给它穿上一件防干扰的衣服。
还有哦,如果热电偶用了很长时间,它可能会老化或者损坏。
这时候测出来的温度就不准啦。
所以要定期检查热电偶,就像我们定期检查身体一样。
热电偶的测量看起来有点复杂,但只要把每个环节都做好了,就能准确地测量出温度。
这就像一个链条,每个环节都不能出问题,不然整个测量就不准确啦。
万用表热电偶测量方法
![万用表热电偶测量方法](https://img.taocdn.com/s3/m/bf9da04426284b73f242336c1eb91a37f11132bf.png)
万用表热电偶测量方法引言:万用表是一种常用的电测量仪器,它可以测量电压、电流和电阻等电学量。
而热电偶是一种常用的温度测量装置,通过测量两个不同金属的接触处产生的电动势来间接测量温度。
本文将介绍如何使用万用表来测量热电偶的温度。
一、准备工作在进行热电偶测量之前,需要准备以下工具和材料:1. 一根热电偶:热电偶由两种不同金属的导线组成,常见的有铜-常数an、铜-铜镍和铜-银。
2. 一台万用表:万用表可以选择直流电压测量档、电流测量档和电阻测量档。
3. 温度校准设备:用于校准热电偶和万用表的温度。
4. 其他辅助工具:如电线、夹子等。
二、测量步骤1. 将热电偶的两个导线分别与万用表的正负极连接。
注意要保持导线与正负极的良好接触。
2. 打开万用表,并选择直流电压测量档。
3. 将热电偶的另一端与温度校准设备的探头接触,使热电偶处于所需测量的温度环境中。
4. 观察万用表显示的电压数值,即为热电偶在所测温度下的电动势。
5. 重复以上步骤,可测量不同温度下的电动势。
三、注意事项1. 在测量之前,需确保热电偶的接线正确,导线间没有短路或断路。
2. 测量时应注意避免热电偶与其他金属材料接触,以防干扰测量结果。
3. 在进行温度校准时,需使用已知温度的校准设备来确定热电偶的准确温度。
4. 在测量过程中,应尽量保持热电偶与温度环境的稳定接触,以获得准确的测量结果。
5. 在选择万用表测量档位时,应根据热电偶的电动势范围选择合适的电压测量档位。
6. 在测量结束后,应及时关闭万用表,避免能源浪费和设备损坏。
结语:通过以上步骤,我们可以使用万用表来测量热电偶的温度。
热电偶测量方法简单易行,且测量结果准确可靠。
在实际应用中,热电偶广泛应用于温度测量领域,如工业生产、科学研究等。
通过合理使用和操作万用表,我们可以更好地利用热电偶来满足不同场景下的温度测量需求。
铂铑热电偶测温方式
![铂铑热电偶测温方式](https://img.taocdn.com/s3/m/36e2fa28974bcf84b9d528ea81c758f5f61f298e.png)
铂铑热电偶测温方式
铂铑热电偶是一种测温仪器,它利用铂和铑两种金属的热电势差随温度变化的特性,来测量物体的温度。
测温方式主要有以下几种:
1.直接接触法:将铂铑热电偶直接接触物体表面进行测温,一般适用于固体表面温度的测量。
2.浸入式测温法:将铂铑热电偶浸入液体或气体中,可以测量其内部温度。
3.反射式测温法:利用铂铑热电偶对红外线的反射特性,通过反射的光线测量物体表面的温度。
4.绕线式测温法:将铂铑线围绕在管道或容器的表面,通过测量铂铑线上的热电势差来计算出管道或容器表面的温度。
5.视差式测温法:将铂铑热电偶与一个折射镜结合,通过测量镜子上的反射图案来计算出物体表面的温度。
快速测温热电偶的使用方法
![快速测温热电偶的使用方法](https://img.taocdn.com/s3/m/56850f3477c66137ee06eff9aef8941ea76e4be3.png)
快速测温热电偶的使用方法介绍热电偶是一种常用的温度测量仪器,它通过温度差异来产生电势差,从而测量温度。
热电偶广泛应用于工业生产、科学研究和能源等领域。
快速测温热电偶是一种便携式的温度测量仪器,可以快速、准确地测量温度。
本文将介绍使用快速测温热电偶的方法。
使用方法步骤一:准备工作在使用快速测温热电偶之前,需要做好以下准备工作:1.确认所需测量的温度范围。
2.预热热电偶头部。
3.确认热电偶的插头型号。
步骤二:连接热电偶连接热电偶有两种方式:直插式和插头式。
对于直插式的热电偶,只需要将热电偶直接插入被测物体中即可;对于插头式的热电偶,需要将热电偶的插头连接到测量仪器上。
步骤三:读取温度连接热电偶后,可以开始读取温度数据了。
不同的测量仪器可能有不同的操作步骤,具体以测量仪器的使用说明为准。
一般来说,读取温度的步骤如下:1.打开测量仪器的电源。
2.设置所需的温度范围。
3.等待一定时间,直到测量值稳定。
4.读取温度值。
步骤四:解除连接测量完成后,需要将热电偶从被测物体中取出或者将插头从测量仪器上拔出,避免热电偶头部的损坏。
注意事项在使用快速测温热电偶时,需要注意以下几点:1.确认测量仪器的使用说明,正确设置温度范围。
2.确认热电偶的型号和规格,避免误用。
3.预热热电偶头部,确保测量精度。
4.避免热电偶头部的损坏,避免测量误差。
5.尽量避免在温度变化剧烈的环境中使用热电偶。
总结使用快速测温热电偶可以快速、准确地测量温度。
在使用热电偶时,需要先确认测量范围和型号规格,进行预热,并正确读取温度值。
同时,需要注意热电偶的使用环境,避免损坏热电偶头部,确保测量精度。
热电偶法 电阻法
![热电偶法 电阻法](https://img.taocdn.com/s3/m/a97ad3765b8102d276a20029bd64783e09127d30.png)
热电偶法电阻法
一、热电偶法
热电偶法是一种基于热电效应的温度测量方法。
热电偶是由两种不同金属导线组成的,当两种金属导线的接触处存在温差时,会产生热电势差。
根据热电势差的大小,可以通过查找热电偶温度电动势表,将热电势差转化为温度值。
热电偶法的优点是测量范围广,可达到几千摄氏度;响应速度快,可实时监测温度变化;结构简单,易于安装和使用。
热电偶广泛应用于工业自动化控制、炉温测量、热处理等领域。
二、电阻法
电阻法是一种基于电阻与温度之间的关系进行温度测量的方法。
常见的电阻温度传感器有铂电阻和热敏电阻。
铂电阻是利用铂元素的电阻随温度变化的特性进行温度测量,而热敏电阻是利用材料电阻随温度变化的特性进行温度测量。
电阻法的优点是精度高,可达到0.1摄氏度;稳定性好,长期使用不易失效;适用于较为宽范围的温度测量。
电阻法广泛应用于实验室、医疗设备、气象观测等需要高精度温度测量的场合。
总结
热电偶法和电阻法是常见的温度测量方法,各自具有特点和适用范围。
在选择温度测量方法时,需要考虑测量范围、精度要求、环境
条件等因素。
热电偶法适用于高温场景,具有响应速度快的优点;而电阻法适用于高精度温度测量,具有稳定性好的特点。
根据实际需求,选择合适的温度测量方法,能够有效地满足工程和科研的需求。
希望通过本文的介绍,读者能够对热电偶法和电阻法有更深入的了解,从而在实际应用中做出正确的选择。
铂铑热电偶测量方式
![铂铑热电偶测量方式](https://img.taocdn.com/s3/m/aa656623bb1aa8114431b90d6c85ec3a87c28bb1.png)
铂铑热电偶测量方式
铂铑热电偶是一种常用的温度测量传感器,其工作原理是根据铂铑合金在不同温度下产生的热电势差来测量温度。
铂铑热电偶具有高精度、稳定性好、线性度高等特点,被广泛应用于工业自动化、科研实验等领域。
常见的铂铑热电偶测量方式有直接法、比较法和补偿法。
直接法是指将铂铑热电偶直接接触被测温度物体进行测量。
这种方法简单易行,适用于一般温度范围内的测量。
但是在高温或低温环境下,需要采取特殊措施保护热电偶和减少传热误差。
比较法是指将待测铂铑热电偶和已知温度的标准热电偶连接在同一温度环境下进行比较,从而求出待测热电偶的温度值。
这种方法具有高精度和灵敏度,适用于高精度的温度测量和校准。
补偿法是指在测量中考虑铂铑热电偶引线电阻和连接头的温度影响,通过同时测量温度和引线电阻来消除温度误差。
这种方法适用于需要长距离传输信号的情况下,可以减少传输误差和提高测量精度。
综上所述,不同的测量方式适用于不同的测量环境和精度要求。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的测量方式,并注意保护铂铑热电偶和减少传热误差,以确保测量结果的准确性和可靠性。
- 1 -。
工业测温如何精确?热电偶B,S,K,R,J,T适用范围及使用方法!
![工业测温如何精确?热电偶B,S,K,R,J,T适用范围及使用方法!](https://img.taocdn.com/s3/m/5cdd702cb80d6c85ec3a87c24028915f804d84bb.png)
工业测温如何精确?热电偶B,S,K,R,J,T适用范围及使用方法!一、温度测量的基本概念温度是表征物体冷热程度的物理量。
温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量,而用来量度物体温度数值的标尺叫温标。
它规定了温度的读数起点(零点)和测量温度的基本单位。
目前国际上用得较多的温标有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际实用温标。
华氏温标(oF)规定:在标准大气压下,冰的熔点为32度,水的沸点为212度,中间划分180等分,每第分为报氏1度,符号为oF。
摄氏温度(℃)规定:在标准大气压下,冰的熔点为0度,水的沸点为100度,中间划分100等分,每第分为报氏1度,符号为℃。
热力学温标又称开尔文温标,或称绝对温标,它规定分子运动停止时的温度为绝对零度,记符号为K。
二、温度测量仪表的分类温度测量仪表按测温方式可分为接触式和非接触式两大类。
接触式测温仪表测温仪表比较简单、可靠,测量精度较高;但因测温元件与被测介质需要进行充分的热交换,需要一定的时间才能达到热平衡,所以存在测温的延迟现象,同时受耐高温材料的限制,不能应用于很高的温度测量。
非接触式仪表测温是通过热辐射原理来测量温度的,测温元件不需与被测介质接触,测温范围广,不受测温上限的限制,也不会破坏被测物体的温度场,反应速度一般也比较快;但受到物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响,其测量误差较大。
三、热电偶和热电阻在接触式温度测量仪表热电偶和热电阻是工业上最常用的温度检测元件。
(一)热电偶1、热电偶特点是:· 测量精度高。
因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。
· 测量范围广。
常用的热电偶从-50~+1600℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2800℃(如钨-铼)。
· 构造简单,使用方便。
热电偶通常是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
两种简单、精确、灵活的热电偶温度测量方法简介热电偶是一种广泛用于温度测量的简单元件。
本文简单概述了热电偶,介绍了利用热电偶进行设计的过程中常见的挑战,并提出两种信号调理解决方案。
第一种方案将参考接合点补偿和信号调理集成在一个模拟IC内,使用更简便;第二种方案将参考接合点补偿和信号调理独立开来,使数字输出温度感应更灵活、更精确。
热电偶原理如图1所示,热电偶由在一头相连的两根不同金属线组成,相连端称为测量(“热”)接合点。
金属线不相连的另一头接到信号调理电路走线,它一般由铜制成。
在热电偶金属和铜走线之间的这一个接合点叫做参考(“冷”)接合点。
图1.热电偶*我们使用术语“测量接合点“和“参考接合点”而不是更传统的“热接合点”和“冷接合点”。
传统命名体系可能会令人产生困惑,因为在许多应用中,测量接合点可能比参考接合点温度更低。
在参考接合点处产生的电压取决于测量接合点和参考接合点两处的温度。
由于热电偶是一种差分器件而不是绝对式温度测量器件,必须知道参考接合点温度以获得精确的绝对温度读数。
这一过程被称为参考接合点温度补偿(冷接合点补偿)。
热电偶已成为在合理精度内高性价比测量宽温度范围的工业标准方法。
它们应用于高达约+2500°C的各种场合,如锅炉、热水器、烤箱和风机引擎等。
K型是最受欢迎的热电偶,包括Chromel?和Alumel?(特点是分别含铬、铝、镁和硅的镍合金),测量范围是–200°C至+1250°C。
为什么使用热电偶?优点•温度范围广:从低温到喷气引擎废气,热电偶适用于大多数实际的温度范围。
热电偶测量温度范围在–200°C至+2500°C之间, 具体取决于所使用的金属线。
•坚固耐用:热电偶属于耐用器件,抗冲击振动性好,适合于危险恶劣的环境。
•响应快:因为它们体积小,热容量低,热电偶对温度变化响应快,尤其在感应接合点裸露时。
它们可在数百毫秒内对温度变化作出响应。
•无自发热:由于热电偶不需要激励电源,因此不易自发热,其本身是安全的。
缺点•信号调理复杂:将热电偶电压转换成可用的温度读数必需进行大量的信号调理。
一直以来,信号调理耗费大量设计时间,处理不当就会引入误差,导致精度降低。
•精度低:除了由于金属特性导致的热电偶内部固有不精确性外,热电偶测量精度只能达到参考接合点温度的测量精度,一般在1°C至2°C内。
•易受腐蚀:因为热电偶由两种不同的金属所组成,在一些工况下,随时间而腐蚀可能会降低精度。
因此,它们可能需要保护;且保养维护必不可少。
•抗噪性差:当测量毫伏级信号变化时,杂散电场和磁场产生的噪声可能会引起问题。
绞合的热电偶线对可能大幅降低磁场耦合。
使用屏蔽电缆或在金属导管内走线和防护可降低电场耦合。
测量器件应当提供硬件或软件方式的信号过滤,有力抑制工频频率(50 Hz/60 Hz)及其谐波。
热电偶测量的难点将热电偶产生的电压变换成精确的温度读数并不是件轻松的事情,原因很多:电压信号太弱,温度电压关系呈非线性,需要参考接合点补偿,且热电偶可能引起接地问题。
让我们逐一分析这些问题。
电压信号太弱:最常见的热电偶类型有J、K和T型。
在室温下,其电压变化幅度分别为52 μV/°C、41 μV/°C和41 μV/°C。
其它较少见的类型温度电压变化幅度甚至更小。
这种微弱的信号在模数转换前需要较高的增益级。
表1比较了各种热电偶类型的灵敏度。
表1. 25°C时各种热电偶类型的电压变化和温度升高关系(塞贝克系数)因为电压信号微弱,信号调理电路一般需要约100左右的增益,这是相当简单的信号调理。
更棘手的事情是如何识别实际信号和热电偶引线上的拾取噪声。
热电偶引线较长,经常穿过电气噪声密集环境。
引线上的噪声可轻松淹没微小的热电偶信号。
一般结合两种方案来从噪声中提取信号。
第一种方案使用差分输入放大器(如仪表放大器)来放大信号。
因为大多数噪声同时出现在两根线上(共模),差分测量可将其消除。
第二种方案是低通滤波,消除带外噪声。
低通滤波器应同时消除可能引起放大器整流的射频干扰(1 MHz以上)和50 Hz/60 Hz(电源)的工频干扰。
在放大器前面放置一个射频干扰滤波器(或使用带滤波输入的放大器)十分重要。
50Hz/60Hz滤波器的位置无关紧要—它可以与RFI滤波器组合放在放大器和ADC之间,作为∑-Δ ADC滤波器的一部分,或可作为均值滤波器在软件内编程。
参考接合点补偿:要获得精确的绝对温度读数,必须知道热电偶参考接合点的温度。
当第一次使用热电偶时,这一步骤通过将参考接合点放在冰池内来完成。
图2描述一头处于未知温度,另一头处于冰池(0°C)内的热电偶电路。
这种方法用来详尽描述各种热电偶类型的特点,因此几乎所有的热电偶表都使用0°C作为参考温度。
图2. 基本的铁-康铜热电偶电路但对于大多数测量系统而言,将热电偶的参考接合点保持在冰池内不切实际。
大多数系统改用一种称为参考接合点补偿(又称为冷接合点补偿)的技术。
参考接合点温度使用另一种温度敏感器件来测量—一般为IC、热敏电阻、二极管或RTD(电阻温度测量器)。
然后对热电偶电压读数进行补偿以反映参考接合点温度。
必须尽可能精确地读取参考接合点—将精确温度传感器保持在与参考接合点相同的温度。
任何读取参考接合点温度的误差都会直接反映在最终热电偶读数中。
可使用各种传感器来测量参考接合点温度:1.热敏电阻:响应快、封装小;但要求线性,精度有限,尤其在宽温度范围内。
要求激励电流,会产生自发热,引起漂移。
结合信号调理功能后的整体系统精度差。
2.电阻温度测量器(RTD):RTD更精确、稳定且呈合理线性,但封装尺寸和成本限制其应用于过程控制应用。
3.远程热二极管:二极管用来感应热耦连接器附近的温度。
调节芯片将和温度成正比的二极管电压转换成模拟或数字输出。
其精度限于约±1°C。
4.集成温度传感器:集成温度传感器是一种局部感应温度的独立IC,应小心地靠近参考接合点安装,并可组合参考接合点补偿和信号调理。
可获得远低于1°C的精度。
电压信号非线性:?热电偶响应曲线的斜率随温度而变化。
例如,在0°C时,T型热电偶输出按39 μV/°C变化,但在100°C时斜率增加至47 μV/°C。
有三种常见的方法来对热电偶的非线性进行补偿。
选择曲线相对较平缓的一部分并在此区域内将斜率近似为线性,这是一种特别适合于有限温度范围内测量的方案,这种方案不需要复杂的计算。
K和J 型热电偶比较受欢迎的诸多原因之一是它们同时在较大的温度范围内灵敏度的递增斜率(塞贝克系数)保持相当恒定(参见图1)。
图3.热电偶灵敏度随温度而变化注意,从0°C至1000°C,K型塞贝克系数大致恒定在约41 μV/°C另一个方案是将查找表存储在内存中,查找表中每一组热电偶电压与其对应的温度相匹配。
然后,使用表中两个最近点间的线性插值来获得其它温度值。
第三种方案使用高阶等式来对热电偶的特性进行建模。
这种方法虽然最精确,但计算量也最大。
每种热电偶有两组等式。
一组将温度转换为热电偶电压(适用于参考接合点补偿)。
另一组将热电偶电压转换成温度。
热电偶表和更高阶热电偶等式可从获得。
这些表格和等式全部基于0°C参考接合点温度。
在参考集合点处于任何其它温度时,必须使用参考接合点补偿。
接地要求:热电偶制造商在测量接合点上设计了绝缘和接地两种尖端(图4)图4.热电偶测量接合点类型设计热电偶信号调理时应在测量接地热电偶时避免接地回路,还要在测量绝缘热电偶时具有一条放大器输入偏压电流路径。
此外,如果热电偶尖端接地,放大器输入范围的设计应能够应对热电偶尖端和测量系统地之间的任何接地差异(图5)。
图5.使用不同尖端类型时的接地方式对于非隔离系统,双电源信号调理系统一般有助于接地尖端和裸露尖端类型获得更稳定的表现。
因为其宽共模输入范围,双电源放大器可以处理PCB (印刷电路板)地和热电偶尖端地之间的较大压差。
如果放大器的共模范围具有在单电源配置下测量地电压以下的某些能力,那么单电源系统可以在所有三种尖端情况下获得满意的性能。
要处理某些单电源系统中的共模限制,将热电偶偏压至中间量程电压非常有用。
这完全适合于绝缘热电偶简单或整体测量系统隔离的情况。
但是,不建议设计非隔离系统来测量接地或裸露热电偶。
实用热电偶解决方案:热电偶信号调理比其它温度测量系统的信号调理更复杂。
信号调理设计和调试所需的时间可能会延长产品的上市时间。
信号调理部分产生的误差可能会降低精度,尤其在参考接合点补偿段。
下列两种解决方案可以解决这些问题。
第一种方案详细介绍了一种简单的模拟集成硬件解决方案,它使用一个IC 将直接热电偶测量和参考接合点补偿结合在一起。
第二种方案详细介绍了一种基于软件的参考接合点补偿方案,热电偶测量精度更高,可更灵活地使用多种类型热电偶。
测量方案1:为简单而优化图6所示为K型热电偶测量示意图。
它使用了AD8495热电偶放大器,该放大器专门设计用于测量K型热电偶。
这种模拟解决方案为缩短设计时间而优化:它的信号链比较简洁,不需要任何软件编码。
图6.测量解决方案1:为简单而优化这种简单的信号链是如何解决K型热电偶的信号调理要求的呢?增益和输出比例系数:微弱的热电偶信号被AD8495放大122的增益,形成5-mV/°C的输出信号灵敏度(200°C/V)。
降噪:高频共模和差分噪声由外部RFI滤波器消除。
低频率共模噪声由AD8495的仪表放大器来抑制。
再由外部后置滤波器解决任何残余噪声。
参考接合点补偿:由于包括一个温度传感器来补偿环境温度变化,AD8495必须放在参考接合点附近以保持相同的温度,从而获得精确的参考接合点补偿。
非线性校正:通过校准,AD8495在K型热电偶曲线的线性部分获得5 mV/°C 输出,在–25°C至+400°C温度范围内的线性误差小于2°C。
如果需要此范围以外的温度,ADI应用笔记AN-1087介绍了如何在微处理器中使用查找表或公式来扩大温度范围。
绝缘、接地和裸露热电偶的处理:图5所示为一个接地1M?电阻,它适用于所有热电偶尖端类型。
AD8495专门设计以在如图所示搭配单电源时测量地电压以下数百毫伏。
如果希望更大地压差,AD8495还可采用双电源工作。
AD8495的更多详情:图7所示为AD8495热电偶放大器的框图。
放大器A1、A2和A3(及所示电阻)一道形成一个仪表放大器,它使用恰好产生5 mV/°C 输出电压的一个增益来对K型热电偶输出进行放大。