熱電偶測溫原理
把兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體A和B焊接起來，如圖1，當(dāng)連接點(熱端)的溫度和導(dǎo)體另一端(冷端，亦稱參比端)的溫度不同時，會在冷端產(chǎn)生熱電勢。熱電偶就是利用這一現(xiàn)象將溫度量轉(zhuǎn)換成電勢量的溫度傳感器。
圖1 熱電偶示意圖
如果熱電偶的冷端溫度保持恒定(比如為0℃)，則輸出熱電勢和熱端溫度值成一一對應(yīng)關(guān)系。溫度變送器通過測量熱電偶輸出端的電勢差，再將電勢差轉(zhuǎn)換成溫度，從而實現(xiàn)溫度測量。
熱電偶冷端補(bǔ)償
熱電偶的輸出熱電勢取決于熱端和冷端之間的溫度差，而在實際測量中，熱電偶冷端的溫度經(jīng)常發(fā)生變化，如果不對這種變化進(jìn)行補(bǔ)償，即使熱端的溫度恒定不變，冷端的溫度變化也會引起熱電勢的變化，使熱電勢不能真實反映熱端的溫度，從而引起測量誤差。
冷端補(bǔ)償原理如下：測量某熱電偶熱端溫度為T1時(冷端溫度為T2)的熱電勢V1，同時用溫度傳感器(如Pt100)測量冷端溫度值T2，計算得溫度T2時該熱電偶的熱電勢V2(冷端溫度為0℃)，則V1+V2是該熱電偶為冷端溫度為0℃時，熱端溫度T1時的電勢值。
熱電偶輸入變送器的精度測量方法
由于涉及冷端補(bǔ)償問題，有時不正確的測量往往認(rèn)為溫度變送器的精度超差。正確測量熱電偶變送器的方法有兩種：一種為精確測量法，另一種為實用測量法。
溫度變送器精確測量法
圖2 實驗室溫度變送器校準(zhǔn)連線示意圖
1、補(bǔ)償導(dǎo)線采用與測量熱電偶相對應(yīng)的補(bǔ)償導(dǎo)線；
2、用mV信號發(fā)生器模擬熱電偶信號；
3、保持容器內(nèi)為冰、水混合態(tài)，保證冷端溫度為0℃。
根據(jù)熱電偶分度表上對應(yīng)的電勢值，直接由毫伏信號發(fā)生器模擬熱電偶輸出信號送入溫度變送器，測量溫度變送器輸出4-20mA電流信號，計算溫度變送器的測量精度。
這種測量方法可消除測量過程中冷端溫度變化引起的測量誤差，但補(bǔ)償導(dǎo)線本身誤差引起的測量誤差還是無法消除。這種方法一般在試驗室測量中應(yīng)用。
溫度變送器實用測量法
圖3 溫度變送器校準(zhǔn)實用連線示意圖
在輸入端放置一個溫度計，測得冷端溫度值，由分度表查得此溫度電勢值ECJ，再根據(jù)熱電偶分度表的電勢值 E0，由mV信號發(fā)生器模擬輸出(E0 - ECJ)值，即模擬熱電偶的輸出，測量溫度變送器輸出4-20mA電流信號，計算溫度變送器的測量精度，這種方法還存在著環(huán)境溫度變化和溫度計測量冷端溫度誤差兩個方面，無法消除，會帶來測量誤差。
