手动解释热电偶电压
连接到热电偶的电压表指示的电压量是测量结(两种不同金属在我们希望感测温度的位置连接的点)产生的电压与参比结产生的电压之差(热电偶线连接到电压表线的点):
V表= V J1 − V J2
这使得热电偶本质上是差分传感设备:它们产生与两个位置之间的温差成比例的可测量电压。热电偶电路的这一不可避免的事实使解释从热电偶获得的任何电压测量值的任务复杂化。为了转换由连接到热电偶的电压表产生的电压测量值,我们必须将测量结点 (V J2 ) 产生的电压与电压表指示的电压相加,以求出测量结点产生的电压 (V J1)。换句话说,我们将前面的方程处理成以下形式:
V J1 = V J2 + V表
我们可以通过在该结点附近放置一个温度计(热电偶线连接到电压表测试引线的位置)并参考显示该热电偶类型的温度和相应电压的热电偶表来确定参考结点电压。然后,我们可以取 V J1的电压和并重新参考同一张表,找到与计算出的测量结电压相对应的温度值。美国国家标准与技术研究院 (NIST) 发布的表格显示了标准化热电偶类型的结电压和温度。虽然可以用与模拟 RTD 的电阻相同的方式对热电偶结点的电压进行数学建模,但热电偶的函数线性不如 RTD,因此在实际使用中,表格是非常受欢迎的。
还要检查:热电偶表
为了说明这一点,假设我们将电压表连接到 K 型热电偶并测量到 14.30 毫伏。位于热电偶线/电压表连接点附近的温度计显示 73 华氏度的环境温度。参考 K 型热电偶的电压表(在本例中为 NIST “ITS-90”参考标准),我们看到 73 华氏度的 K 型结对应于 0.910 毫伏。将此数字添加到我们的仪表测量值 14.30 毫伏,我们得出测量(“热”)结的总和为 15.21 毫伏。回到同一个数值表,我们看到 15.21 毫伏落在 701 到 702 华氏度之间。在表值之间线性插值(701 o F 时为 15.203 mV,702 o 时为15.226 mVF),我们可以更精确地确定测量结点为 701.3 华氏度。
手动进行电压测量、参考毫伏值表、执行加法,然后重新参考同一个表的过程相当乏味。补偿参考结不可避免地出现在热电偶电路中是我们必须做的事情,但这并不是必须始终由人来做的事情。下一小节讨论自动补偿参比端影响的方法,这是基于连续热电偶的温度仪器的唯一实用替代方案。
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