实验十五 K型热电偶冷端温度补偿实验

热电偶冷端温度补偿的方法热电偶冷端温度补偿的方法1.热电偶热电势的大小与其两端的温度有关，其温度-热电势关系曲线是在冷端温度为0℃时分度的。

在实际应用中，由于热电偶冷端暴露在空间受到周围环境温度的影响，所以测温中的冷端温度不可能保持在0℃不变，而热偶电势既决定于热端温度，也决定于冷端温度。

所以，如果冷端温度自由变化，必然会引起测量误差。

为了消除这种误差，必须进行冷端温度补偿。

可以采用以下的方法:1）补偿导线延长法补偿导线是特种导线，用于热电偶和二次仪表间的信号传输,能够消除热电偶冷端温度变化引起的测量误差，保证仪表对介质温度的精确测量。

补偿导线在一定温度范围内与所连接的热电偶具有相同或十分相近的热电特性，根据热电偶补偿导线标准，不同的热电偶所配用的补偿导线也不同，并且有正负极性之分，各种补偿导线的正极均为红色，负极的不同颜色分别代表不同的分度号和导线。

使用时注意与型号匹配，并且电极不能接错，否则将产生较大的测量误差。

常用的热电偶补偿导线见表2-1-11表2-1- 1型号热电偶分度号线芯材料绝缘层颜色正极负极正极负极SC S（铂铑10-铂）SPC（铜）SNC（铜镍）红绿KC K（镍铬-镍硅）KPC（铜）KNC（康铜）红蓝KX K（镍铬-镍硅）KPX（镍铬）KNX（镍硅）红黑EX E（镍铬-康铜）EPX（镍铬）ENX（铜镍）红棕JX J（铁-康铜）JPX（铁）JNX（铜镍）红紫TX T（铜-康铜）TPX（铜）TNX（铜镍）红白2）冰点法各种热电偶的分度表都是在冷端为0℃的情况下制定的，如果把冷端置于能保持0℃的冰点槽内，则测得的热电势就代表被测的实际温度。

冰点法一般在实验室的精密测量中使用。

3）计算修正法用计算修正法来补偿冷端温度变化的影响只适用于实验室或临时性测温的情况，而对于现场的连续测量是不实用的。

4）仪表零点校正法如果热电偶的冷端温度比较恒定，与之配用的显示仪表调整又比较方便，则可采用此种方法来实现冷端温度补偿。

k型热电偶冷端补偿方案热电偶是一种常用的温度检测设备，广泛应用于工业和科学领域。

它由两种不同材料的金属导线组成，通过两端的温度差异产生的热电势来测量温度。

然而，热电偶的冷端温度并非始终恒定，这就需要我们采取相应的补偿方案来保证测量结果的准确性。

为了解决冷端温度变化对热电偶测量的影响，我们可以采用冷端补偿方法。

冷端补偿方案旨在通过一系列措施来抵消冷端温度的变化，从而提高测量的准确性和稳定性。

1. 环境隔离首先，我们可以采取环境隔离的措施。

将热电偶的冷端与环境隔离，避免外部环境因素对冷端温度的影响。

可以采用保温材料或者将冷端放置于恒温腔内来实现环境隔离。

2. 温度补偿电路其次，我们可以引入温度补偿电路。

通过测量冷端温度，然后根据温度变化来调整输出的热电势，以实现对冷端温度的补偿。

这可以通过添加电路元件、传感器和控制器等来实现。

3. 使用冷端补偿导线另外，选用适当的冷端补偿导线也是一种有效的补偿方案。

冷端补偿导线与热电偶连接，可以通过导线自身的材料特性来对冷端温度进行补偿。

而K型热电偶常使用镍铝和铜作为导线材料，所以选用相应的冷端补偿导线能够有效抵消冷端温度的变化。

4. 系统校准最后，对热电偶系统进行定期的校准也是非常重要的。

通过与已知温度进行比对，对热电偶系统进行误差校正。

校准可以帮助我们了解系统的准确性，并及时调整补偿方案，以保证测量结果的准确性。

总结起来，k型热电偶冷端补偿方案包括环境隔离、温度补偿电路、冷端补偿导线和系统校准等方面。

通过综合应用这些补偿方案，我们可以有效抵消冷端温度的变化对热电偶测量的影响，提高温度测量的准确性和稳定性。

注：本文所述的k型热电偶补偿方案仅供参考，具体应根据实际需求和情况灵活应用。

k型热电偶实验报告K型热电偶实验报告摘要：本实验通过使用K型热电偶测量不同温度下的电压值，验证了热电偶的工作原理和温度测量的准确性。

实验结果表明，K型热电偶可以准确地测量不同温度下的电压值，为工业生产和科研实验提供了可靠的温度测量手段。

引言：热电偶是一种常用的温度测量仪器，其工作原理是利用不同金属之间的热电效应来测量温度。

K型热电偶是其中一种常用的热电偶类型，具有较广的测量范围和较高的测量精度。

本实验旨在通过测量K型热电偶在不同温度下的电压值，验证其温度测量的准确性。

实验方法：首先，我们准备了K型热电偶和数字温度计，并将K型热电偶的两端连接到数字温度计上。

然后，我们将K型热电偶依次放入不同温度的水中，记录下每个温度下的电压值。

最后，我们将实验数据整理并进行分析。

实验结果：经过实验测量和数据分析，我们得到了不同温度下K型热电偶的电压值。

实验结果表明，K型热电偶可以准确地测量不同温度下的电压值，并且具有较高的测量精度。

这为工业生产和科研实验提供了可靠的温度测量手段。

讨论：本实验结果验证了K型热电偶的工作原理和温度测量的准确性。

在实际应用中，K型热电偶可以广泛用于各种温度测量场合，如化工生产、电力设备、实验室科研等领域。

同时，我们也发现在实验过程中，K型热电偶的测量精度受到外界环境和测量装置的影响，需要在实际应用中加以注意和调整。

结论：通过本实验，我们验证了K型热电偶在不同温度下的电压测量值，证明了其具有较高的温度测量精度和可靠性。

K型热电偶在工业生产和科研实验中具有重要的应用价值，可以为温度测量提供可靠的技术支持。

同时，我们也认识到在实际应用中需要注意外界环境和测量装置对测量精度的影响，保证温度测量结果的准确性和可靠性。

热电偶冷端温度补正系数k值法热电偶冷端温度补正系数k值法是一种用于测量温度的方法，它通过根据热电偶冷端的实际温度来修正热电势的值，从而提高测量精度。

下面将对热电偶冷端温度补正系数k值法进行详细介绍。

一、热电偶原理热电偶是一种基于热电效应的温度传感器，它由两种不同材料的导线连接而成。

当两种导线连接处有温度差时，会产生一个称为“热电势”的微小电压。

这个微小电压与两种导线材料的种类和温差有关，因此可以通过测量这个微小电压来确定被测物体的温度。

二、热电势计算公式根据国际标准IEC584-1规定，常用的K型、J型和T型热电偶的计算公式如下：K型：E=0.0385ΔT（℃）+0.00000058ΔT^2（℃）（-270℃~1372℃）J型：E=0.052ΔT（℃）-0.000087ΔT^2（℃）+0.0000059ΔT^3（℃）（-210℃~1200℃）T型：E=0.040ΔT（℃）+0.00002ΔT^2（℃）（-270℃~400℃）其中，E为热电势，ΔT为两种导线连接处的温度差。

三、热电偶冷端温度补正系数k值由于热电偶的测量精度受到多种因素的影响，如环境温度、接头温度、线路长度等，因此需要对测量结果进行修正。

其中一个重要的修正参数就是热电偶冷端温度补正系数k值。

热电偶冷端温度补正系数k值是指在一定环境条件下，根据热电偶冷端实际温度与标准参考点之间的温差来修正热电势的值。

根据国际标准IEC584-1规定，常用的K型、J型和T型热电偶的冷端温度补正系数k值如下：K型：-5.891×10^-6 T-0.0525（0~500℃）J型：-8.095×10^-6 T+0.8154（0~500℃）T型：-1.046×10^-5 T+1.386（0~350℃）其中，T为热电偶冷端的实际温度，单位为℃。

四、热电偶冷端温度补正系数k值法的应用在使用热电偶进行温度测量时，需要根据实际情况选择合适的热电偶型号，并进行相应的修正。

K型热电偶冷端补偿方案时间:2007-12-07 来源: 作者:郭锐徐玉斌点击：1742 字体大小:【大中小】1 引言在SMT 行业中为满足自动化大批量生产的需要,绝大多数企业采用隧道式连续传送结构的回流焊炉。

这种回流焊炉普遍至少具有3 个温区。

由于印制板上的温度变化远比仪表的显示温度复杂得多,因此对于回流焊炉操作者来说只凭经验,很难在短时间内把这种回流焊炉的温度和传动速度调节到最佳状态。

因此,须将细丝状K型热电偶的探头用焊料或高温胶粘剂固定在印制板的监测点上,温度记录器和印制板一起随炉子的传送网或传送链从炉膛中穿过,与此同时,记录器自动以预定时间间隔采样热电偶的温度信号,并将随时间变化的温度数据保存在记录器的非易失性存储器中。

在此过程中, 温度记录仪的外界温度可能达到270 ℃以上,其内部温度采取必要的隔热技术后也在60 ℃左右。

而热电偶的理论冷端温度为纯水冰点温度(0 ℃) ,故而必须对此给予补偿。

2 方案选择2.1 硬件系统方案现有产品多采用3 种方法测量冷端环境温度。

(1) 直接借用CPU 内部温度传感器,如Cygnal 的CF020。

然而,首先记录仪内部温度场并不均匀,热点偶补偿线接入点的温度与CPU 的表面温度存在差值;其次,集成温度传感器的灵敏度一般为0.1 ℃,精度±2 ℃,难以满足测量要求。

(2) 使用新型智能温度传感器,如美信DS1626,12bit 采样精度,3 线串行数据通信, 0 ℃to + 70 ℃，2.7V<VDD<3.0V 的条件下,灵敏度0.0625 ℃,最大误差±0.5 ℃。

但此方法同样存在芯片外壳对环境温度的滞后性影响问题。

另外,仪器内部的环境温度最大变化率可能达到1 ℃/S ,而芯片电气特性要求采样周期超过0.75S ,周期相对过长。

(3) 高精度A/D 采样芯片+远端温度传感器。

经过理论分析和实践,我们采用了改进型的第3种方案。

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热电偶冷端补偿的实验与研究作者：章铁军来源：《中国新技术新产品》2016年第08期摘要：热电偶的适用范围广泛，尽管看起来十分简单，但其工作原理却较为复杂。

为此，本文主要探讨了热电偶的工作原理和冷端补偿工作原理，并通过对冷端补偿的几个方法进行实验，直观展现了热电偶冷端补偿工作原理。

关键词：热电偶；冷端补偿；实验；研究中图分类号：TH811 文献标识码：A温度与许多事物息息相关。

人们的生活离不开温度，生产离不开温度，因此，温度的测量十分重要。

而热电偶亦与温度密切相关。

热电偶是常用且重要的温度测量元件，除了测量，其还肩负将温度所传达的信号转变成其他重要信号的任务。

由于热电偶在温度测量中频频使用，因此就有了各种样式各异的热电偶。

对热电偶冷端补偿进行实验和研究，有助于我们更好地了解热电偶的用途。

一、热电偶概述（一）热电偶基本概念温度的变化会影响生产和工作，因此，需要一个稳定、方便、准确度高的工具进行测量，热电偶就是这样一种元件，其测量温度的结果通常令人比较满意，因此备受人们信赖。

作为连接不同信号的桥梁，热电偶的响应与转换速度极快。

热电偶和其他温度测量的不同之处主要在于外表的区别，但内部结构则基本相同，这是由热电偶的作用所决定的。

（二）热电偶工作原理热电偶是由两个不同导体或者说两个半导体组成的回路。

回路的本质是导体的相互关联，连接之后必然会出现两个端点，温度相同暂不讨论，这里要重点研究温度不同的两端。

在温度不同的情况下，必定会有温度差，造成温度差是由于两端温度一高一低，这两个因温度存在差异的端点就有了明确的区分：一个是热端，一个是冷端。

由于热端和冷端分子运动的速率不同，所以，由热端和冷端组成的热电偶中会迅速形成一个电动势，这就是热电偶迅速响应温度后转化成的信号，即热电动势。

除了温度，由于不同导体的电阻率不同，所以，导体的材料也影响到热电动势。

二、热电偶冷端补偿原理冷端补偿，与冷端温度有关。

根据能量守恒定律，冷端的温度会随着电流的运动而上升，热端的温度会随之降低，从而让热端和冷端之间的温度差接近，那么就会影响测量的结果。

热电偶在现场测温时冷端温度的补偿措施摘要：热电偶的分度表和根据分度表刻度的温度显示仪表都是以热电偶冷端温度等于0℃为严格条件的。

如果冷端温度不等于0℃将会严重影响测量结果。

本文结合经验和现场实际，总结了处理热电偶冷端温度误差的各种措施。

关键词：热电偶；冷端温度；补偿热电偶在工业现场中的应用非常广泛，使用中由于冷端温度不符合要求容易引起误差，为了提高测量的准确度，采取来各种处理方法。

1 仪表机械零点调整法仪表的机械零点是指无输入信号时，仪表指针所指示的数值。

对于具有零位调整的显示仪表，若热电偶冷端温度t0较为恒定，可将显示仪表的机械零点调至t0处，这相当于在输入热电偶的热电动势EAB（t，t0）之前就给显示仪表输入了修正值EAB（t0，0）。

图1 仪表机械零点调整法示意2 冷端恒温法冰点槽法。

将热电偶冷端置于冰点槽内，使其保持在0℃，该方法一般用于实验室。

恒温炉法。

该方法是将热电偶冷端置于恒温炉中，生产中一般采用50℃恒温炉。

3 补偿电桥法（冷端温度补偿器）冷端温度补偿器是根据不平衡电桥原理设计的，其工作原理见图2。

R1，R2，R3均为电阻温度系数很小的锰铜电阻，作为该电桥的固定桥臂。

R4为铜电阻，其阻值随环境温度的变化而变化。

冷端温度补偿器由4V直流电源供电，电阻R 为串联在电源回路里的降压电阻，是配用不同分度号的热电偶时作为调整补偿电动势的电阻。

图2 冷端温度补偿器工作原理冷端温度补偿器在热电偶线路上的附加电阻值（即桥路内阻）约为lΩ左右。

4 补偿热电偶法该方法的理论依据是中间温度定律，它是用补偿热电偶产生的热电动势来补偿测温热电偶因冷端温度变化所产生的误差。

补偿热电偶和测温热电偶通过切换开关和显示仪表串接起来，使冷端温度变化所引起的测温误差得到补偿。

补偿热电偶可以是一支或多支测温热电偶，也可以是用测温热电偶的补偿导线制成的热电偶。

5 晶体管PN结温度补偿法近年来还有采用温敏二极管或温敏晶体管对热电偶进行冷端温度补偿的。

实验一K型热电偶冷端温度补偿实验一、实验目的：了解热电偶冷端温度补偿器的原理与补偿方法。

二、需用器件与单元：主机箱中的智能调节器单元、电压表、转速调节0~24V电源、15V直流稳压电源；温度源、Pt100热电阻（温度控制传感器）、K热电偶（温度特性实验传感器）、温度传感器实验模板；压力传感器实验模板（作为直流mV信号发生器）、冷端温度补偿器、补偿器专用+5V直流稳压电源。

三、基本原理：本实验为K分度热电偶。

冷端补偿器外形为一个小方盒，有4个引线端子，4、3接+5V专用电源，2、1输出补偿热电势信号；它的内部是一个不平衡电桥，如图33-1所示。

这个直流电桥称冷端温度补偿器，电桥在0ºC时达到平衡（亦有20ºC平衡）。

当热电偶温度升高时（>0ºC)热电偶回路电势Uab下降,由于补偿器中,PN呈负温度系数,其正向压降随温度升高而下降,促使2端电位上升,使Vi不变达到补偿目的。

图1 热电偶冷端温度补偿器原理四、实验步骤：1、温度传感器实验模板放大器调零：按图2示意接线。

将主机箱上的电压表量程切换开关打到2V档，检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节温度传感器实验模板中的Rw2(增益电位器）顺时针转到底，再调节Rw3(调零电位器）使主机箱的电压表显示为0V（零位调好后Rw3电位器旋钮位置不要改动）。

关闭主机箱电源。

图2 温度传感器实验模板放大器调零接线示意图2、调节温度传感器实验模板放大器的增益A为100倍：利用压力传感器实验模板的零位偏移电压作为温度实验模板放大器的输入信号来确定温度实验模板放大器的增益A。

按图2示意接线，检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节压力传感器实验模板上的Rw2(调零电位器)，使压力传感器实验模板中的放大器输出电压为0.01V（用主机箱电压表测量）；再将0.01V电压输入到温度传感器实验模板的放大器中，再调节温度传感器实验模板中的增益电位器Rw2（小心：不要误碰调零电位器Rw3），使温度传感器实验模板放大器的输出电压为1.000V（增益调好后Rw2电位器旋钮不要改动）。