熱電偶的測量原理和誤差分析

由于熱電偶制造工藝簡單，可靠耐用，成本低廉，在工業(yè)控制系統(tǒng)溫度測量中應用廣泛。以下就使用中的測量誤差問題做一些說明。

熱電偶的測量原理，是將兩種不同的金屬絲材料一端熔接在一起，稱為熱端，也叫感溫端;另一端為自由端，也稱冷端或參考端。當冷、熱兩端存在溫度差時，兩個自由端之間就會產(chǎn)生電勢差(見下圖)。

熱電偶的分度值都是在冷端為零度時測得的?；跓犭娕嫉臏y量原理，在常溫狀態(tài)下冷熱兩端處于同一溫場，沒有輸出電壓信號，跟標準分度值之間相差一個環(huán)境溫度。因此在實際使用時需要加入冷端補償，這樣儀表才能顯示正確的溫度值。由于熱電偶的安裝點和測量儀表安裝點之間往往存在一定距離，而測量室溫的傳感器在儀表一側，這兩處必然有溫度差。因此必須采用補償導線來連接，相當于將熱電偶冷端延伸至儀表，靠近室溫傳感器。

綜上所述，熱電偶溫度測量的誤差來源主要包含：熱電偶誤差，補償導線誤差，冷端補償誤差和測量儀表誤差。也就是說一個溫度測量系統(tǒng)的總體誤差是上述四項之和。

熱電偶誤差。主要由材料和制造工藝決定。等級越高誤差越小;

補償導線誤差。應選擇跟熱電偶分度號相對應型號的補償導線;

冷端補償誤差。通常都是在儀表內(nèi)部裝有感溫器件測量室溫。優(yōu)點是簡便，易于大;

批量生產(chǎn)，缺點是測量精度較低，會受儀表內(nèi)部溫升影響。

BT117/118/119/618，BT820/829/900/909/905/9059系列儀表除了常規(guī)內(nèi)補償外，還具備高精度外補償功能，方法是外接一個CU50銅電阻，儀表自動識別并轉(zhuǎn)換至外補償模式。以96*96外形為例，接線見圖1、圖2：

圖1 熱電偶冷端和銅電阻靠在一起;

圖2 將熱電偶冷端和銅電阻置于密閉的恒溫盒中，具有最優(yōu)的補償精度。