專利名稱：熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱電偶測溫的補(bǔ)償電路。
在本實(shí)用新型作出之前，工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的熱電偶冷端(或稱參比端)溫度補(bǔ)償電路，是采用補(bǔ)償電橋電路。其電路組成為一不平衡電橋串接在熱電偶冷端與相應(yīng)的輸出端之間，輸出端也就是儀表的測量端。該電橋的三個(gè)橋臂是固定電阻，另一橋臂是一溫度系數(shù)較大的感溫電阻，電橋需用一恒壓源供電。當(dāng)電橋的電壓輸出隨冷端溫度變化與配用的熱電偶的熱電特性相同時(shí)，就可以自動(dòng)補(bǔ)償熱電偶冷端的溫度。但是，當(dāng)測量儀表需要遠(yuǎn)離熱電偶時(shí)，補(bǔ)償電橋電路就顯露出下述缺陷①通常是將熱電偶的冷端用補(bǔ)償導(dǎo)線延伸到測量儀表接線端子上，然后再用補(bǔ)償電橋電路補(bǔ)償接線端子附近的溫度。因采用了價(jià)格較高的補(bǔ)償導(dǎo)線，使得測溫成本很高；同時(shí)因補(bǔ)償導(dǎo)線存在一定的電勢誤差，對(duì)測溫精度有一定影響。②若不使用補(bǔ)償導(dǎo)線，將補(bǔ)償電橋置于遠(yuǎn)離測量儀表的熱電偶冷端，而為電橋供電的恒壓源通常應(yīng)由測量儀表提供，則熱電偶與測量儀表的連接必然不止兩根普通導(dǎo)線，使連接復(fù)雜化，難以在工業(yè)上實(shí)施。
本實(shí)用新型的目的是提供一種熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路，使用該電路不但可以在不用補(bǔ)償導(dǎo)線的情況下實(shí)施遠(yuǎn)離測量儀表的熱電偶測溫，而且電路簡單，可實(shí)施性好。
本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的在包括熱電偶、以及熱電偶與輸出端普通連接導(dǎo)線的本實(shí)用新型中，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是在熱電偶冷端的正端或負(fù)端與相應(yīng)的輸出端之間串接了一只與冷端溫度保持一致的補(bǔ)償電阻；在輸出端之間設(shè)置了一只恒流源，恒流源與導(dǎo)線的接點(diǎn)即為輸出端。上述補(bǔ)償電阻在零度時(shí)的阻值為100Ω～100KΩ，該電阻在冷端工作溫度范圍內(nèi)的平均溫度系數(shù)為(10-4～10-2)1/℃和-(10-4～10-2)1/℃。實(shí)施時(shí)，根據(jù)不同分度號(hào)及冷端的工作溫度范圍，恒流源電流I應(yīng)滿足I＝S(αR0)-1，其中S為該分度號(hào)熱電偶在冷端的工作溫度范圍內(nèi)的平均塞貝克系數(shù)，R0為零度時(shí)補(bǔ)償電阻的阻值，α為補(bǔ)償電阻在冷端工作溫度范圍內(nèi)的平均溫度系數(shù)。上述結(jié)構(gòu)的工作原理是電流流經(jīng)補(bǔ)償電阻產(chǎn)生壓降，冷端溫度變化時(shí)該壓降變化值與該熱電偶對(duì)應(yīng)溫度下電勢變化值相同，輸出端的電勢與冷端溫度無關(guān)，從而達(dá)到自動(dòng)補(bǔ)償冷端溫度的目的。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于將恒壓源改為恒流源，使得補(bǔ)償電阻能很方便地串接于遠(yuǎn)離測量儀表的熱電偶冷端；測量儀表、恒流源僅需兩根普通導(dǎo)線與熱電偶連接。不但可以在不用補(bǔ)償導(dǎo)線延伸熱電偶冷端的情況下實(shí)現(xiàn)熱電偶的測溫，而且簡化了測量電路，特別適用于遠(yuǎn)距離熱電偶測溫。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步介紹

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路原理圖。
圖2為圖1中補(bǔ)償電阻R的一種等效電阻的內(nèi)部組成電路。
圖1所描述的電路包括一熱電偶WR，補(bǔ)償電阻R串接于熱電偶冷端的正端B，熱電偶冷端的負(fù)端E和補(bǔ)償電阻R的另一端C分別通過普通導(dǎo)線EF和普通導(dǎo)線CD與恒流源A相連接，恒流源與導(dǎo)線的接點(diǎn)D、F即為輸出端。測量時(shí)，用儀表測出該輸出端的電勢即可達(dá)到測溫目的。
本實(shí)用新型的實(shí)施中，補(bǔ)償電阻R其零度時(shí)的阻值R0的范圍是100Ω～100KΩ，在冷端工作溫度范圍內(nèi)的平均溫度系數(shù)的范圍是(10-4～10-2)1/℃和-(10-4～10-2)1/℃；優(yōu)選為R0的范圍是500Ω～10KΩ，α的范圍是(5×10-4～5×10-3)1/℃和-(5×10-4～5×10-3)1/℃。
本實(shí)用新型的實(shí)施中，根據(jù)不同分度號(hào)及冷端的工作溫度范圍，恒流源(A)電流I應(yīng)滿足I＝S(αR0)-1，I為負(fù)值時(shí)，即意味著電流的實(shí)際流向與圖1所描述的箭頭方向相反。
在下述各分度號(hào)的實(shí)施中，本實(shí)用新型所述的輸出端電勢減去IR。所得差值即為熱電偶工作端溫度對(duì)應(yīng)的電勢。
分度號(hào)K，冷端的工作溫度范圍0～100℃，S＝40.96μV/℃，電阻R。為200Ω，平均溫度系數(shù)α為3.85×10-31/℃，鉑電阻，電流I＝53.18μA，補(bǔ)償精度小于1.8℃。
分度號(hào)S，冷端的工作溫度范圍0～70℃，S＝6.17μV/℃，電阻R0為2336.5Ω，平均溫度系數(shù)α為4.28×10-31/℃，銅電阻，電流I＝0.617μA，補(bǔ)償精度小于2.5℃。
分度號(hào)E，冷端的工作溫度范圍0～100℃，S＝63.17μV/℃，電阻R0為40KΩ，平均溫度系數(shù)α為4×10-41/℃，銅鎳合金電阻，電流I＝3.948μA，補(bǔ)償精度小于2.5℃。
圖1中，電阻R0也可以采用不同形式的等效電阻來替代。圖2示出了一種等效電阻內(nèi)部電路。電阻R2和熱敏電阻RT串接后與電阻R1并聯(lián)。電阻R1、R2為固定電阻，R1＝6KΩ，R2＝2KΩ；電阻RT為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，型號(hào)為MF11，材料常數(shù)為1500°K，25℃時(shí)的阻值為10KΩ。該電路的等效電阻為R0＝4.491KΩ，α＝-4.132×10-31/℃；當(dāng)分度號(hào)為T時(shí)，冷端的工作溫度范圍為0～50℃，S＝40.70μV/℃，電流I＝-2.193μA，補(bǔ)償精度小于2℃。
權(quán)利要求1.一種熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路，主要包括熱電偶(WR)，以及熱電偶至輸出端的普通連接導(dǎo)線(CD、EF)，其特征是在熱電偶(WR)冷端的正端(B)或負(fù)端(E)與相應(yīng)的輸出端(D或F)之間串接了一只和冷端溫度保持一致的補(bǔ)償電阻(R)；在輸出端(D、F)之間設(shè)置了一只恒流源(A)；補(bǔ)償電阻(R)在零度時(shí)的阻值為100Ω～100KΩ，在冷端工作溫度范圍內(nèi)的平均溫度系數(shù)為(10-4～10-2)1/℃和-(10-4～10-2)1/℃；恒流源(A)的電流應(yīng)滿足I＝S(αR0)-1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述熱電偶冷端補(bǔ)償電路，其特征是補(bǔ)償電阻在零度時(shí)的阻值優(yōu)選為500Ω～10KΩ，補(bǔ)償電阻在冷端工作溫度范圍內(nèi)的平均溫度系數(shù)優(yōu)選為(5×10-4～5×10-3)1/℃和-(5×10-4～5×10-3)1/℃。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種熱電偶冷端溫度補(bǔ)償電路。其主要特征是在熱電偶冷端的正端或負(fù)端與相應(yīng)的輸出端之間串接了一只和冷端溫度保持一致的補(bǔ)償電阻；在輸出端之間設(shè)置了一只恒流源。恒流源產(chǎn)生的電流流經(jīng)補(bǔ)償電阻時(shí)，產(chǎn)生的壓降隨冷端溫度變化與該熱電偶的熱電特性相匹配，就可完全補(bǔ)償冷端溫度對(duì)測溫的影響。本實(shí)用新型不但能在不用補(bǔ)償導(dǎo)線的情況下實(shí)現(xiàn)測溫，而且連接更為簡化，特別適用于遠(yuǎn)距離熱電偶測溫。
文檔編號(hào)G01K7/13GK2234085SQ9521870
公開日1996年8月28日 申請日期1995年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月8日
發(fā)明者胡渭標(biāo) 申請人:胡渭標(biāo)