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热电偶的温度-毫伏的MATHLAB拟合一．引言本实验是对实验所用的热电偶同标准热电偶进行校验，得出了待测热电偶和标准热电偶的热电势，通过对比得出其误差值。
1.1热电偶测温实验原理将一支热电偶插入已加热到一定温度的管式电炉中，用补偿导线将热电偶的电势信号引到电位差计的输出端子上。
这时电位差计所测得的热电势为E AB（T,T0）,T0S是电位差计所处的环境温度，也是热电偶的冷端温度。
通过对冷端温度的修正，查相应的热电偶分度表，得到所测的管式炉内的温度。
1.2 热电偶校验实验原理将两支热电偶（一支为标准热电偶，另一支为被校验热电偶即实验室所用热电偶）同时插入管式电炉内，用一台电位差计测量方法分别测出两支热电偶的电势，比较这两支热电偶测出的温度差值。
该差值就是被校验热电偶即实验所用热电偶的测量误差。
二．实验测得的原始数据2.1 S型标准热电偶(铂铑10-铂热电偶)102.3 数据处理：E AB （T S ,0）= E AB （T S ,T 0）+ E AB （T 0,0） E AB （T S1,0）= E AB （T S1,T 0）+ E AB （T 0,0）冷端温度为150C 对所测的数据计算可得到（取其中的6000C 作为计算）： E AB （T S ,0）= E AB （T S ,T 0）+ E AB （T 0,0）=4.9925+0.084=5.007 E AB （T S1,0）= E AB （T S1,T 0）+ E AB （T 0,0）=3.0225+0.084=3.107 查相应热电偶的分度表有： T S =585.480C T S1=392.830C可求的温度误差△T= T S - T S1=192.650C 三．用MATLAB 对温度-毫伏进行拟合 3.1对测量数据用MATLAB 进行作图图1 MV-T 曲线图程序如下： T=100:100:1200;MV=[0.605,1.905,2.195,3.095,3.99,4.955,5.94,6.96,8.00,9.09,10.09,11.15];plot(T,MV,'*')通过MATLAB作图后就能直观的得到各个温度点所对应的热电势。
热电偶非线性讨论及分度表的解读摘要：热电偶的传感特性是非线性的，这种非线性直接影响到温度的测量精度，所以必须对其非线性传感特性进行建模和辨识。
目前对热电偶非线性辨识的方法主要有：硬件补偿、多项式拟合法、神经网络法、支持向量机法等。
采用硬件补偿需要增加模拟电路，从而产生温漂、增益和误差，同时也提高了测试系统的成本；采用多项式拟合需要较长的计算时间；查表法虽然较快，但是并不是很准确。
上述方法不能满足高精度的温度测量和控制要求。
本文主要介绍几种非线性补偿方法，如：查表法，曲线拟合法，多项式拟合法等。
为了在电势和需要的温度值之间搭建一座桥梁,从而完成温度值和电势值之间的转换。
国家标准规定了部分仪器热电势与温度的关系和允许误差,并统一的绘制成表格的形式,即分度表，得到了分度表以后，需要进一步了解其原理及表达信息，因此通过解读分度表得到需要的温度和热电势相关信息。
关键词：非线性，热电势，查表发，曲线拟合法,分度表解读，工作温度，温度电压转换。
引言：在大量的热工仪器中，热电偶作为温度传感器，得到了广泛使用。
它是利用热电效应来进行工作的，其热电势率一般为几十到几μV/0℃。
它直接和被测对象接触，不受中间介质的影响，因而测量精度高，并且可以在-200~+1600℃范围内进行连续测量，甚至有些特殊热电偶，如钨—铼，可测量高达+2800℃的高温，且构造简单，使用方便。
基于如上优点，热电偶在温度测量领域得到了广泛的应用。
随着科学技术的发展,传感器的作用越来越显著,它是实现自动检测和控制的首要环节]。
热电偶是目前应用广泛技术完善的温度传感器,它在很多方面都具备了一种理想温度传感器的条件。
它的测温是基于热电效应,即在两种不同的导体(或半导体)组成的闭合回路中,如果它们两个结点的温度不同,则回路中产生一个电动势。
得到的都是电势值,而作为测温系统要得到的显然是温度值。
由此产生了分度表一种包含温度和电势关系的表格）。
目录一热电偶基本原理 ................................................................ 错误！未定义书签。
热电偶的原理、参数、分类等介绍热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。
其优点是：①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。
②测量范围广。
常用的热电偶从-50"+1600℃均可边续测量，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）。
③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．热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如图2-1-1所示。
当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电流，这种现象称为热电效应。
热电偶就是利用这一效应来工作的。
2．热电偶的种类及结构形成（1）热电偶的种类常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。
非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。
标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。
（2）热电偶的结构形式为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：① 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；② 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；③ 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；④ 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
3．热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时），而测温点到仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到仪表端子上。
工作原理及常用热电偶热电偶是一种常用的温度测量装置，利用热电效应来测量温度。
它由两种不同金属材料组成的两根导线焊接在一起，形成一个闭合回路。
当热电偶的两个焊点处于不同温度下时，就会产生一个电动势。
工作原理：热电偶的工作原理基于热电效应，即当两个不同金属的接触点处于不同温度时，会产生一个电压差。
这个现象被称为"塞贝克效应"。
热电偶利用这个效应来测量温度。
常用热电偶类型：1. K型热电偶：K型热电偶是最常用的热电偶类型之一，适用于测量范围广泛的温度，从-200°C到+1350°C。
它具有良好的线性特性和较高的灵敏度。
2. J型热电偶：J型热电偶适用于测量范围在-40°C到+750°C之间的温度。
它具有较高的灵敏度和较低的价格，被广泛应用于工业领域。
3. T型热电偶：T型热电偶适用于测量范围在-200°C到+350°C之间的温度。
它具有较高的稳定性和较低的电磁干扰特性。
4. E型热电偶：E型热电偶适用于测量范围在-200°C到+900°C之间的温度。
它具有较高的灵敏度和较低的冷接头效应。
5. R型热电偶：R型热电偶适用于测量范围在-50°C到+1600°C之间的高温。
它具有较高的精度和较低的线性误差。
6. S型热电偶：S型热电偶适用于测量范围在-50°C到+1600°C之间的高温。
它具有较高的精度和较低的线性误差，与R型热电偶相比，S型热电偶的温度测量范围更广。
7. B型热电偶：B型热电偶适用于测量范围在0°C到+1800°C之间的高温。
它具有较高的精度和较低的线性误差。
应用领域：热电偶广泛应用于工业自动化控制、石油化工、电力、冶金、航空航天等领域。
它们可用于测量各种液体、气体和固体的温度，提供实时的温度数据，帮助监测和控制生产过程。
注意事项：1. 热电偶的测量精度受到环境温度、电磁干扰、接线方式等因素的影响，应选择合适的热电偶类型和安装方式。
热电偶的种类、分度号与特点和热电阻区别第一、信号的性质，热电阻本身是电阻，温度的变化，使电阻产生正的或者是负的阻值变化；而热电偶是产生感应电压的变化，他随温度的改变而改变。
.虽然都是接触式测温仪表,但它们的测温范围不同，热电偶使用在温度较高的环境，如铂铑30---铂铑6(B型)测量范围为300度~~1600度,短期可测1800度。
S 型测一20~~1300(短期1600),K型测一50~~1000，短期1200).XK型一50~~600(800),E型一40~~800(900).还有J型，T型等。
这类仪表一般用于500度以上的较高温度，低温区时输出热电势很，当电势小时，对抗干扰措施和二次表和要求很高,否则测量不准,还有，在较低的温度区域，冷端温度的变化和环境温度的变化所引起的相对误差就显得很突出，不易得到全补偿。
这时在中低温度时，一般使用热电阻测温范围为一200~~500,甚至还可测更低的温度(如用碳电阻可测到1K左右的低温).现在正常使用铂热电阻Pt100，(也有Pt50、100和50代表热电阻在0度时的阻值。
在旧分度号中用BA1,BA2来表示,BA1在0度时阻值为46欧姆，在工业上也有用铜电阻,分度号为CU50和CU100，但测温范围较小，在一50~~150之间，在一些特殊场合还有铟电阻、锰电阻等)。
第二、两种传感器检测的温度范围不一样，热阻一般检测0-150度温度范围（当然可以检测负温度），热电偶可检测0-1000度的温度范围（甚至更高）所以，前者是低温检测，后者是高温检测。
第三、从材料上分，热阻是一种金属材料，具有温度敏感变化的金属材料，热电偶是双金属材料，既两种不同的金属，由于温度的变化，在两个不同金属丝的两端产生电势差。
第四、工作中的现场判断热电偶有正负极、补偿导线也有正负之分，首先保证连接，配置确.在运行中。
常见的有短路,断路,接触不良(有万用表可判断)和变质(根据表面颜色来鉴别)。
热电偶的分类及特性近一个世纪来，各国先后生产的热电偶的种类有几百种，应用较广的有几十种，而国际电工委员会（IEC）推荐的工业用标准热电偶为八种（目前我国的国家标准已与国际标准统一）。
其中分度号为S、R、B的三种热电偶均由铂和铂铑合金制成，属贵金属热电偶。
分度号分别为K、N、T、E、J 的五种热电偶，是由镍、铬、硅、铜、铝、锰、镁、钴等金属的合金制成，属贱金属热电偶。
这八种标准热电偶的热电极材料、最大测温范围、适用气氛等见表1所示。
表2列出了不同等级（通常分为三级）标准化工业热电偶适用测温范围和允差，供选用时参考。
表1工业用热电偶测温范围①表中O为氧化气氛，N为中性气氛，R为复原气氛，v为真空。
表2不同等级标准化工业热电偶的允差热电偶的选用除了考虑被测对象的温度范围外，还需考虑热电偶使用环境的气氛，通常被测对象的温度范围在一200～300℃时可优选T型热电偶，因为它在贱金属热电偶中精度最高，或选E型热电偶，它是贱金属热电偶中热电势最大、灵敏度最高的热电偶；当上限温度<1000℃，可优先选K型热电偶，其特点为使用温度范围宽（上限最高可达l300℃），高温性能较稳定，价格较满足该温区的其他热电偶低；当上限温度<1300℃，可选N型或K型；当测温范围为1 000～1 400℃时，可选S或R型热电偶；当测温范围为1400～1800 ℃时，应选B型热电偶；当测温上限大于l800℃，应考虑选用还属非国际标准的钨铼系列热电偶（其最高上限温度可达2800℃，但超过2300℃其准确度要下降；要注意保护，因为钨极易氧化，必须用惰性或干燥氢气把热电偶与外界空气严格隔绝。
不能用于含碳气氛）或非金属耐高温热电偶（国内还未商品化，这里不再一一列举）。
在氧化气氛下，且被测温度上限小于1300℃，应优先选用抗氧化能力强的贱金属N型或K型；当测温上限高于1300℃，应选S、R或B型贵金属热电偶。
在真空或还原性气氛下，当上限温度低于950℃时，应优先选用J型热电偶（不仅可在还原气氛下工作，也可在氧化气氛中使用），高于此限，选钨铼系列热电偶，或非贵金属系列热电偶，或选采取特别的隔绝保护措施的其他标准热电偶。
工作原理及常用热电偶热电偶是一种常用的温度传感器，可用于测量各种物体的温度。
它基于热电效应，利用两种不同材料的热电势差来测量温度变化。
工作原理：热电偶的工作原理基于两种不同材料的热电效应。
当两种不同材料的接触点处于不同温度时，会产生一个电势差，称为热电势差。
这个现象被称为塞贝克效应。
常用的热电偶材料有铜/铜镍合金、铁/铜镍合金等。
这些材料的热电势差与温度之间存在一定的线性关系，可以通过校准曲线来将热电势差转换为温度值。
常用热电偶类型：1. K型热电偶：由铠装绝缘电缆和K型热电偶头组成。
适合于测量高温环境，可在-200℃至1250℃范围内工作。
2. J型热电偶：由铠装绝缘电缆和J型热电偶头组成。
适合于测量较低温度，可在-210℃至760℃范围内工作。
3. T型热电偶：由铠装绝缘电缆和T型热电偶头组成。
适合于测量低温环境，可在-200℃至350℃范围内工作。
4. E型热电偶：由铠装绝缘电缆和E型热电偶头组成。
适合于测量较低温度，可在-200℃至900℃范围内工作。
5. N型热电偶：由铠装绝缘电缆和N型热电偶头组成。
适合于高温环境，可在-200℃至1300℃范围内工作。
热电偶的优点：1. 宽温度测量范围：热电偶可在极低温度至极高温度范围内工作，适合于各种温度测量需求。
2. 快速响应：热电偶对温度变化的响应速度较快，可实时监测温度变化。
3. 耐腐蚀性强：热电偶材料具有较好的耐腐蚀性，可用于测量腐蚀性介质的温度。
4. 结构简单：热电偶结构简单，易于创造和安装。
5. 价格相对较低：与其他温度传感器相比，热电偶的价格相对较低。
热电偶的应用领域广泛，包括工业自动化、石油化工、电力、冶金、医疗等领域。
它们可用于监测设备的温度、控制温度和保护设备安全运行。
需要注意的是，热电偶在使用过程中需要进行定期的校准和维护，以确保测量的准确性和可靠性。
此外，热电偶的电压信号较小，需要使用专用的放大器进行信号放大和转换。
总结：热电偶是一种常用的温度传感器，基于热电效应来测量温度变化。
各种热电偶特性镍铬硅—镍硅热电偶（分度号为N）是70年代由澳大利亚的Burley等人首先研制出来的。
它是一种新型镍基合金测温材料，也是国际上近20年来在贱金属热电偶合金材料研究方面取得唯一的重大成果。
有可能取代其余四扎种贱金属热电偶，目前正在引起人们的高度重视。
它的主要特点是，在1300℃以下，高温抗氧化能力强，热电动势的长期稳定性及短期热循环的复现性好，耐核辐射及耐低温性能也好。
在-200～1300℃范围内，有全面取代贱金属热电偶与部分代替S热电偶的趋势。
N型热电偶的主要特性有以下五点：1、高温抗氧化能力强，长期稳定性好。
针对K型热电偶镍铬极中Cr，Si元素择优氧化引起合金沉成分不均匀、热电动势漂移等问题，在N型热电偶的正极中增加Cr，Si含量使镍铬合金的氧化模式由内氧化转变成外氧化，致使氧化反应仅在表面进行；又在负极中增添溶质元素Mg与Si，尽管Si含量增大要降低热电动势，但可使金属与氧化物间的钝化膜更加致密。
并因Mg与Si择优氧化形成扩散势垒，阻止“绿蚀”现象向内部扩散，抑制进一步氧化发生。
对在1200℃下经过1000h的K，N型热电偶的正极进行显微结构观察表明，K 型热电偶的氧化层很厚，近1mm，而N型热电偶却几乎看不到氧化膜的成长。
又因K型热电偶负极中含有Mn，虽有调整热电动势的作用，但却极大地影响了它的高温稳定性。
为此，N 型热电偶中不再添加Mn。
因此，它的高温稳定性与使用寿命较K型热电偶明显提高。
2、在250～550℃范围内的短期热循环稳定性好。
K型热电偶在上述温度范围内循环使用时，因其显微结构发生变化，形成短程有序结构（即所谓的K状态），致使其热电动势不稳定，而N型热电偶能消除此种短期不稳定性。
在Ni-Cr二元合金中，Cr含量在5%～30%的范围内，存在着原子晶格结构的有序→无序转变，但在此成分范围内，有一个很小的区域，即Cr含量为14%～16%左右时，例如Cr含量为14.2%的镍铬硅合金，将不因结构上有序→无序的转变而引起热电动势值有较大的变化。
