智能仪表冷端处理及补偿方法

冷端温度为0℃ (冰点)时是一种最简单的情况,如果TC = 0℃, 则VOUT = VH.这种情况下,热端测量电压是结点温度的直接转换值.美国国家标准局(NBS)提供了各种类型热电偶的电压特征数据与温度对应关系的查找表.所有数据均基于0℃冷端温度.利用冰点作为参考点,通过查找适当表格中的VH可以确定热端温度.
在热电偶应用初期,冰点被当作热电偶的标准参考点,但在大多数应用中获得一个冰点参考温度不太现实.如果冷端温度不是0℃,那么,为了确定实际热端温度必须已知冷端温度.考虑到非零冷端温度的电压,必需对热电偶输出电压进行补偿,也就是所谓的冷端补偿.补偿方法也有几种
1．冰点槽法
把热电偶的参比端置于冰水混合物容器里,使T0=0℃.这种办法仅限于科学实验中使用.为了避免冰水导电引起两个连接点短路,必须把连接点分别置于两个玻璃试管里,浸入同一冰点槽,使相互绝缘.

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．补正系数法
把参比端实际温度TH乘上系数k,加到由EAB(T,TH)查分度表所得的温度上,成为被测温度T.用公式表达即
T＝ T′＋ k T H
式中;T——为未知的被测温度; T′——为参比端在室温下热电偶电势与分度表上对应的某个温度; TH——室温;
k——为补正系数,其它参数见下表.
例;用铂铑10－铂热电偶测温,已知冷端温度TH=35℃,这时热电动势为11.348mV．查S型热电偶的分度表,得出与此相应的温度T′=1150℃.再从下表中查出,对应于1150℃的补正系数k=0.53.于是,被测温度
T=1150+0.53×35=1168.3（℃）
用这种办法稍稍简单一些,比计算修正法误差可能大一点,但误差不大于0.14％.
4．零点迁移法
应用领域;如果冷端不是0℃,但十分稳定（如恒温车间或有空调的场所）.
实质;在测量结果中人为地加一个恒定值,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.
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,指示值就永远正确.
5．计算修正法
用普通室温计算出参比端实际温度TH,利用公式计算
EAB(T,T0)=EAB(T,TH)+EAB(TH,T0)
例;用铜-康铜热电偶测某一温度T,参比端在室温环境TH中,测得热电动势EAB(T,TH)=1.999mV,又用室温计测出TH=21℃,查此种热电偶的分度表可知,EAB(21,0)=0.832mV,故得
EAB(T,0)=EAB(T,21)+EAB(21,T0)
=1.999+0.832
=2.831(mV)
再次查分度表,与2.831mV对应的热端温度T=68℃.
注意:既不能只按1.999mV查表,认为T=49℃,也不能把49℃加上21℃,认为T=70℃.6．软件处理法
对于计算机系统,不必全靠硬件进行热电偶冷端处理.例如冷端温度恒定但不为0℃的情况,只需在采样后加一个与冷端温度对应的常数即可.推荐产品;电磁流量计,压力变送器,孔板流量计,快速热电偶,超声波流量计,涡街流量计,涡轮流量计,热电偶