热电偶为什么需要冷端补偿?热电偶冷端补偿原理是什么?

在这篇文章中，小编将对测试测量仪器热电偶的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对它的了解程度，和小编一起来阅读以下内容吧。

一、热电偶为什么需要冷端补偿

在温度测量中，热电偶的应用极为广泛，它具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小和输出信号便于远传等许多优点。另外，由于热电偶是一种无源传感器，测量时不需外加电源，使用十分方便，所以常被用作测量炉子、管道内的气体或液体的温度及固体的表面温度。

热电偶的输出信号是与温度直接对应的电压信号，所以使用非常简单，只需选择配套 的仪表即可。从热电效应原理可知，其热电动势与两端温度均有关，而分度表是在冷端温度为0℃的条件下给出的。但在实际使用时，冷端常常靠近被测物，且受环境温度的影 响，其温度无法保持0℃，这样就产生了测量误差。所以必须采取相应的措施来进行补偿 或修正，常用的方法有冷端恒温法、补偿导线法、补偿电桥法、计算修正法等几种。

热电偶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0C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0C不变， 也不可能固定在某个温度不变，而热电偶电势既决定于热端温度，也决定于冷端温度。所以如果冷端溫度自由变化，必然会引起测量误差。为了消除这种误差，必然进行冷端温度补偿。

二、热电偶冷端补偿原理

在这部分，我们主要来了解一下热电偶的冷端补偿原理。

补偿应该是接触式温度传感器的冷端补偿，例如热电偶。只有知道其冷端温度，才能测量出其测量端温度和提高标准装置的准确度。

热电偶是基于金属导体的的热电效应，而热电效应产生的电势有帕尔贴效应和汤姆逊效应。帕尔贴效应是接触电势，汤姆逊效应是温差电势。由此可知，热电偶的热电效应是由接触电势和温差电势两部分组成的。

根据热电偶的作用原理可知，热电偶的热电势大小不仅与测量端温度有关，还与冷端温度有关，是测量端温度和冷端温度的函数差。为了保证温度传感器输出电势是被测量温度的单值函数，必须得将冷端温度保持不变。在实际应用过程中，热电偶的冷端与热端相隔距离近，冷端就是其接线盒处，而且容易受到周围环境温度波动影响，冷端温度很难保证恒定，保持在0℃就更加难了，因此必须得采取措施。

在工业生产过程自动化中，通常是把温度测量信号输送到集中控制室里。还有就是冷端离被测对象很近，使得冷端温度波动较大。所以，一般用补偿导线将热电偶冷端延伸出来，这种较为廉价的金属导线在一定温度范围内(0-100℃)具有和所连接的热电偶有相同的热电性能。

例如K型热电偶，它的补偿导线型号KC，正极材料是铜、负极材料是铜镍合金。补偿导线的绝缘层颜色，正极为红色、负极为蓝色。例如E型热电偶，它的补偿导线型号是EX，正极材料是镍铬合金，负极材料是铜镍合金。补偿导线的绝缘层颜色，正极为红色，负极为棕色。

补偿导线的型号第一个字母与配用热电偶的型号相对应，其第二个字母表示延伸型补偿导线。而字母C表示补偿型补偿导线的所选金属材料与热电偶电极材料不同，而字母X表示补偿导线的材料与热电偶电极材料相同。

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