热电偶与冷结点补偿
         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.如果冷结点温度不是0℃,那么,为了确定实际热结点温度必须已知冷结点温度.考虑到非零冷结点温度的电压,必须对热电偶输出电压进行补偿,即所谓的冷结点补偿.

　　热电偶的两种不同金属线焊接在一起后形成两个结点,如图1a所示,环路电压是两个结点温差的函数.这利用了Seebeck效应,通常描述为热能转换为电能的过程.Seebeck效应与Peltier效应相反,Peltier效应为电能转换成热能的过程,典型应用有热电致冷器.热电偶是差分温度测量器件,由两段不同的金属线构成,一段用作正结点,另一段用作负结点.表1列出了四种最常用的热电偶类型、所用金属以及对应的温度测量范围.一种热电偶测量电压VOUT是检测结点(热结点)结电压与参考结点(冷结点)结电压之差.因为VH和VC是由两个结的温度差产生的,VOUT也是温差的函数.比例因数α对应于电压差与温差之比,称为Seebeck系数.
　　一种最常见的热电偶应用.该配置中引入了第三种金属(中间金属)和两个额外的结点.本例中,每个开路结点与铜线电气连接,这些连线为系统增加了两个额外结点,只要这两个结点温度相同,中间金属(铜)不会影响输出电压.这种配置允许热电偶在没有独立参考结点的条件下使用.VOUT仍然是热结点与冷结点温差的函数,与Seebeck系数有关.然而,由于热电偶测量的是温度差,为了确定热结点的实际温度,冷结点温度必须是已知的.冷结点温度为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,热结点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℃冷结点温度.利用冰点作为参考点,通过查找适当表格中的VH可以确定热结点温度.
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