熱電偶感測器測量如何焊接

Ⅰ 怎樣測量熱電偶的電阻

個人覺得業余條件很難精確測量它的值。一般都是用電橋精確測量電阻啊，還有就是在其上加恆定小電流，再測其兩端電壓，間接得出電阻值。這就是通常說的三線和四線接法。以下是在網路上搜索的結果： 目前熱電阻的引線主要有三種方式 ○1二線制：在熱電阻的兩端各連接一根導線來引出電阻信號的方式叫二線制：這種引線方法很簡單，但由於連接導線必然存在引線電阻r，r大小與導線的材質和長度的因素有關，因此這種引線方式只適用於測量精度較低的場合 ○2三線制：在熱電阻的根部的一端連接一根引線，另一端連接兩根引線的方式稱為三線制，這種方式通常與電橋配套使用，可以較好的消除引線電阻的影響，是工業過程式控制制中的最常用的。 ○3四線制：在熱電阻的根部兩端各連接兩根導線的方式稱為四線制，其中兩根引線為熱電阻提供恆定電流I，把R轉換成電壓信號U，再通過另兩根引線把U引至二次儀表。可見這種引線方式可完全消除引線的電阻影響，主要用於高精度的溫度檢測。 熱電阻採用三線制接法。採用三線制是為了消除連接導線電阻引起的測量誤差。這是因為測量熱電阻的電路一般是不平衡電橋。熱電阻作為電橋的一個橋臂電阻，其連接導線（從熱電阻到中控室）也成為橋臂電阻的一部分，這一部分電阻是未知的且隨環境溫度變化，造成測量誤差。採用三線制，將導線一根接到電橋的電源端，其餘兩根分別接到熱電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上，這樣消除了導線線路電阻帶來的測量誤差。

Ⅱ 求一：熱電偶溫度感測器實驗報告 很急

一、熱電偶測溫基本原理
將兩種不同材料的導體或半導體A和B連接起來，構成一個閉合迴路，就構成熱電偶。如圖1所示。溫度t端為感溫端稱為測量端, 溫度t0端為連接儀表端稱為參比端或冷端,當導體A和B的兩個執著點t和t0之間存在溫差時,就在迴路中產生電動勢EAB(t,t0), 因而在迴路中形成電流,這種現象稱為熱電效應".這個電動勢稱為熱電勢,熱電偶就是利用這一效應來工作的.熱電勢的大小與t和t0之差的大小有關.當熱電偶的兩個熱電極材料已知時,由熱電偶迴路熱電勢的分布理論知熱電偶兩端的熱電勢差可以用下式表示：
EAB(t,t0)＝EAB(t)－EAB(t0)
式中 EAB(t,t0)－熱電偶的熱電勢；
EAB(t)－溫度為t時工作端的熱電勢；
EAB(t0)－溫度為t0時冷端的熱電勢。
從上式可看出!當工作端的被測介質溫度發生變化時，熱電勢隨之發生變化，因此，只要測出EAB(t,t0)和知道EAB(t0)就可得到EAB(t)，將熱電勢送入顯示儀表進行指示或記錄，或送入微機進行處理，即可獲得測量端溫度t值。

要真正了解熱電偶的應用則不得不提到熱電偶迴路的幾條重要性質：

質材料定律：由一種均質材料組成的閉合迴路，不論材料長度方向各處溫度如何分布，迴路中均不產生熱電勢。這條規律要求組成熱電偶的兩種材料必須各自都是均質的，否則會由於沿熱電偶長度方向存在溫度梯度而產生附加電勢，從而因熱電偶材料不均引入誤差。

中間導體定律：在熱電偶迴路中插入第三種（或多種）均質材料，只要所插入的材料兩端連接點溫度相同，則所插入的第三種材料不影響原迴路的熱電勢。這條定律表明在熱電偶迴路中可拉入測量熱電勢的儀表，只要儀表處於穩定的環境溫度即可。同時還表明熱電偶的接點不僅可經焊接而成，也可以借用均質等溫的導體加以連接。

中間溫度定律：兩種不同材料組成的熱電偶迴路，其接點溫度分別為t和to時的熱電勢EAB(t,to)等於熱電偶在連接點溫度為(t,tn)和(tn,to)時相應的熱電勢EAB(t,tn)和EAB(tn,to)的代數和，其中tn為中間溫度。該定律說明當熱電偶參比端溫度不為0℃時，只要能測得熱電勢EAB(t,to)，且to已知，仍可以採用熱電偶分度表求得被測溫度t值。

連接導體定律：在熱電偶迴路中，如果熱電偶的電極材料A和B分別與連接導線A1和B1相連接（如下圖所示），各有關接點溫度為t,tn和to,那麼迴路的總熱電勢等於熱電偶兩端處於t和tn溫度條件下的熱電勢EAB(t,tn)與連接導線A1和B1兩端處於tn和to溫度條件的熱電勢EA1B1(tn,to)的代數和。

中間溫度定律和連接導體定律是工業熱電偶測溫中應用補償導線的理論依據。

二、各種誤差引起的原因及解決方式

2.1 熱電偶熱電特性不穩定的影響

2.1.1 玷污與應力的影響及消除方法

熱電偶在生產過程中，偶絲經過多道縮徑拉伸在其表面總是受玷污的，同時，從偶絲的內部結構來看，不可避免地存在應力及晶格的不均勻性。因淬火或冷加工引入的應力，可以通過退火的方法來基本消除,退火不合格所造成的誤差,可達十分之幾度到幾度。它與待測溫度及熱電偶電極上的溫度梯度大小有關。廉金屬熱電偶的偶絲通常以「退火」狀態交付使用,如果需要對高溫用廉金屬熱電偶進行退火，那麼退火溫度應高於其使用溫度上限,插入深度也應大於實際使用的深度。貴金屬熱電偶則必須認真清洗(酸洗和四硼酸鈉清洗)和退火,以清除熱電偶的玷污與應力。

2.1.2 不均勻性的影響

一般來說熱電偶若是由均質導體製成的，則其熱電勢只與兩端的溫度有關，若熱電極材料不是均勻的，且熱電極又處於溫度梯度場中，則熱電偶會產生一個附加熱電勢，即「不均勻電勢」。其大小取決於沿熱電極長度的溫度梯度分布狀態，材料的不均勻形式和不均勻程度，以及熱電極在溫度場所處的位置。造成熱電極不均勻的主要原因有：在化學成分方面如雜質分布不均勻，成分的偏析，熱電極表面局部的金屬揮發，氧化或某金屬元素選擇氧化，測量端在高溫一的熱擴散，以及熱電偶在有害氣氛中受到玷污和腐蝕等。在物理狀態方面有應力分布不均勻和電極結構不均勻等。

在工業使用中，有時不均勻電勢引起的附加誤差竟達30℃這多，這將嚴重地影響熱電偶的穩定性和互換性，其主要解決方式就是對其進行檢驗，只使用在誤差允許范圍內的熱電偶。

2.1.3 熱電偶不穩定性的影響

不穩定性就是指熱電偶的分度值隨使用時間和使用條件的不同而起的變化。在大多數情況下，它可能是不準確性的主要原因。影響不穩定性的因素有：玷污，熱電極在高溫下揮發，氧化和還原，脆化，輻射等。若分度值的變化相對地講是緩慢而又均勻的，這時經常進行監督性校驗或根據實際使用情況安排周期檢定，這樣可以減少不穩定性引入的誤差。

2.2 參考端溫度影響及修正方法

熱電偶的熱電動勢的大小與熱電極材料以及工作端的溫度有關。熱電偶的分度表和根據分度表刻度的溫度顯示儀表都是以熱電偶參考端溫度等於0℃為條件的。在實際使用熱電偶時,其冷端溫度(參考端) 不但不為0 ℃,而且往往是變化的,測溫儀表所測得的溫度值就會產生很大誤差,在這種情況下,我們通常採用如下方法來修正。

2.2.1 熱電勢補正法

由中間溫度定律可知，參考端溫度為tn時的熱電勢EAB(t,tn)＝EAB(t,t0)－EAB(tn,t0)。所以，用常溫下的溫度感測器，只要測出參比端的溫度tn，然後從對應電偶的分度表中查出對應溫度下的熱電勢E（tn,t0），再將這個熱電勢與所實測的E(t,tn)代數相加，得出的結果就是熱電偶參比端溫度為0度時，對應於測量端的溫度為t時的熱電勢E（t,t0）最後再從分度表中查得對應於E(t,0)的溫度，這個溫度就是熱電偶測量端的實際溫度t。在計算機應用日益廣泛的今天，可以利用軟體處理方法，特別是在多點測量系統或高溫測控中，採用這種方法，可很好的解決參比端溫度的變化問題，只要隨時准確的測出tn，就可以准確得到測量端溫度。同時還充分應用了對應熱電偶的分度表，並對非線性誤差得到了校正，而且適應各種熱電偶。

2.2.2 調儀表起始點法

由於儀表示值是EAB(tn,t0)對應於熱電勢，如果在測量線路開路的情況下，將儀表的指針零位調定到tn處，就當於事先給儀表加了一個電勢EAB(tn,t0)，當用閉合測量線路進行測溫時，由熱電偶輸入的熱電勢EAB(tn,t0)就與EAB(t,tn)疊加，其和正好等於EAB(t,t0)。因此對直讀式儀表採用調儀表起始點的方法十分簡便。

2.2.3 補償導線

採用補償導線把熱電偶的參考端延長到溫度較恆定的地方,再進行修正。從本質上來說它並不能消除參考端溫度不為0℃時的影響，因此，還應該與其它修正方法結合才能將補償導線與儀表連接處的溫度修正到0℃。此時參考端己變為一個溫度不變或變化很小的新參考端。此時的熱電偶產生熱電勢己不受原參考端溫度變化影響, EAB ( T、T10 ) 是新參考端溫度T10 (不等於℃) ,且T10 為一常數時所測得熱電勢, TAB( T、T10 ) 是參考端溫度T0 = 0 ℃時,工作端為T10時所測得熱電勢(熱電偶分度表中可查出) 。

使用補償導線時，不僅應注意補償導線的極性，還應特別注意不要錯用補償導線，同時應注意補償導線與熱電偶連接處的兩端溫度保持相等，且溫度在0－100℃（或0－150℃）之間，否則要產生測量誤差。

2.2.4 參考端溫度補償器

補償器是一個不平衡電橋,電橋的3 個橋臂電阻是電阻溫度系數很小的錳銅絲繞制的。其阻值基本上不隨溫度變化而變化,並使R1 = R2 =R3 = 1Ω。另一個橋臂電阻Rt 是由電阻溫度系數較大的銅繞制而成,並使其在20 ℃時Rt = R1 =1Ω ,此時電橋平衡,沒有電壓輸出,當電橋所處溫度發生變化時, Rt 的阻值也隨之改變,於是就有不平衡電壓輸出,此輸出電壓用來抵消參考端溫度變化所產生的熱電勢誤差，從而獲得補償。（註：我國也有以0℃作為平衡點溫度的）當溫度達到40℃（即計算點溫度）時橋路的輸出電壓恰好補償了熱電偶參比端溫度偏離平衡點溫度而產生的熱電勢變化量。

對電子電位差計，其測量橋路本身就具有溫度自動補償的功能，使用時無需再調整儀表的溫度起始點。除了平衡點和計算點外，在其他各參比端溫度值時只能得到近似的補償，因此採用冷端補償器作為參比端溫度的處理方法會帶來一定的附加誤差。

2.3 傳熱及熱電偶安裝的影響

由於熱電偶測溫是屬於接觸式測量，當熱電偶插入被測介質時，它要從被測介質吸收熱量使自身溫度升高，同時又以熱輻射方式和熱傳導方式向溫度低的地方散發熱量，當測量端各外散失的熱量等於自氣流中吸收的熱量時即達到動態平衡，此時熱電偶達到了穩定的示值，但並不代表氣流的真實溫度，因為測量端環境散失的熱量是由氣流的加熱來補償，也就是說測量端與氣流的熱交換處於不平衡狀態，因此，它們的溫度也不可能具有相同的數值。測量端與環境的傳熱愈強，測量端的溫度偏離氣流溫度也愈大。

2.3.1 熱輻射誤差

熱輻射誤差產生的原因是熱電偶測量端與環境的輻射熱交換所引起的，這是熱電偶與氣流之間的對流換熱不能達到熱平衡的結果。減少輻射誤差的辦法，一是加劇對流換熱，二是削弱輻射換熱。具體方法有：

盡量減少器壁與測量端的溫差，即在管壁鋪設絕熱層；
在熱電偶工作端加屏蔽罩；
增大流體放熱系數，即增加流速，加強擾動，減小偶絲直徑或使熱電極與氣流形成跨流等。

2.3.2 導熱誤差

在測量高溫氣流的溫度時，由於沿熱電偶長度存在溫度梯度，故測量端必然會沿熱電極導熱，使得指示溫度偏離實際溫度。導熱量相差越多，相應的誤差就越大，因此凡能加劇對流和削弱導熱的因素都可以用來減少導熱誤差。具體方法有：

增加L/d；
將熱電偶垂直安裝改成斜裝或彎頭處安裝，安裝時應注意使熱電偶的端對著氣流方向，並處在流速最大的位置上；
選用熱電偶和支桿導熱系數較小的材料。

2.4 測量系統漏電影響

絕緣不良是產生電流泄漏的主要原因，它對熱電偶的准確度有很大的影響，能歪曲被測的熱電勢，使儀表顯示失真，甚至不能正常工作。漏電引起誤差是多方面的，例如，熱電極絕緣瓷管的絕緣電阻較差，使得熱電流旁路。若電測設備漏電，也能使工作電流旁路，使測量產生誤差。由於測量熱電勢的電位差計都是低電阻的，因此它對絕緣電阻的要求並不高，影響熱電勢測量的漏電主要是來處被測系統的高溫，因為熱電偶保護管和熱電極的絕緣材料的絕緣電阻將隨著溫度升高而下降，我們通常所說的鎧裝熱電偶的「分流誤差」就屬這類情況。一般是採用接地或其它屏蔽方法。對鎧裝熱電偶的分流誤差我們通常是以增大其直徑；增加絕緣層厚度；縮短加熱帶長度；降低熱電偶的電阻值等方法來降低誤差的。

2.5 動態響應誤差

熱電偶插入被測介質後，由於本身具有熱惰性，因此不能立即指示出被測氣流的溫度，只有當測量端吸、放熱達到動態平衡後才達到穩定的示值。在熱電偶插入後到示值穩定之前的整個不穩定過程中，熱電偶的瞬時示值與穩定後的示值存在著偏差，這時熱電偶除了有各種穩定的誤差外，還存在由熱電偶熱惰性引入的偏差，即動態響應誤差。克服這類誤差的方法，一是確定動態響應誤差，予以修正；二是將動態響應誤差減少到允許要求的范圍之內，此時可認為T測＝T氣。

2.6 短程有序結構變化（K狀態）的影響

K型熱電偶在250－600℃范圍內使用時，由於其顯微結構發生變化，形成短程有序結構，因此將影響熱電勢值而產生誤差，這就是所謂的K狀態。這是Ni-Cr合金特有的晶格變化，當WCr在5%－30%范圍內存在著原子晶格從有序至無序為。由些引起的誤差，因Cr含量及溫度的不同而變化。一般在800℃以上短時間熱處理，其熱電特性即可恢復。由於K狀態的存在，使K型熱電偶檢定規程中明文規定檢定順序：由低溫向高溫逐點升溫檢定。而且在400℃檢定點，不僅傳熱效果不佳，難以達到熱平衡，而且，又恰好處於K狀態誤差最大范圍。因此，對該點判定合格與否時應很慎重。Ni-Cr合金短程有序結構變化現象，不僅存在於K型，而且，在E型熱電偶正極中也有此現象。但是，作為變化量E型熱電偶僅為K型的2/3。總之，K狀態與溫度、時間有關，當溫度分布或熱電偶位置變化時，其偏差也會發生很大變化。故難以對偏差大小作出准確評價。

三、小結

通過對熱電偶原理及誤差來源的總結,對以熱電偶溫度計量誤差情況有了系統認識，得出了一些結論。熱電偶的不穩定性、不均勻性、參考端溫度變化、熱傳導以及熱電偶安裝使用不當會引起測量誤差，有一些是由於加工製造過程中，或是測量系統及儀器本身存在的誤差，還有一些則是人為造成的，對這一部分只要我們細心並對熱電偶的特性有一定的了解則是可以避免的。

Ⅲ 如何焊接熱電偶

熱電偶感測器
作者:不詳 來源:網上收集 更新日期：2008-6-24 閱讀次數：6043
一、熱電偶感測器測溫系統的設計應用
下面介紹一個典型的單片機控制的測溫系統，它由三大部分組成：(1)測量放大電路；(2)A/D轉換電路；(3)顯示電路。它廣泛應用於發電廠、化工廠的測溫及溫度控制系統中。
1、硬體設計
(1) 熱電偶溫度感測器
本系統使用鎳鉻—鎳硅熱電偶，被測溫度范圍為0～655℃，冷端補償採用補償電橋法，採用不平衡電橋產生的電勢來補償熱電偶因冷端溫度變化而引起的熱電勢變化值。不平衡電橋由電阻R1、R2、R3(錳銅絲繞制)、Rcu(銅絲繞制)四橋臂和橋路穩壓源組成，串聯在熱電偶迴路中。Rcu與熱電偶冷端同處於±0℃,而R1=R2=R3=1Ω，橋路電源電壓為4V，由穩壓電源供電，Rs為限流電阻，其阻值因熱電偶不同而不同，電橋通常取在20℃時平衡，這時電橋的四個橋臂電阻R1=R2=R3=Rcu，a、b端無輸出。當冷端溫度偏離20℃時，例如升高時，Rcu增大，而熱電偶的熱電勢卻隨著冷端溫度的升高而減小。Uab與熱電勢減小量相等，Uab與熱電勢迭加後輸出電勢則保持不變，從而達到了冷端補償的自動完成。
(2) 測量放大電路
實際電路中，從熱電偶輸出的信號最多不過幾十毫伏(<30mV)，且其中包含工頻、靜電和磁偶合等共模干擾，對這種電路放大就需要放大電路具有很高的共模抑制比以及高增益、低雜訊和高輸入阻抗，因此宜採用測量放大電路。測量放大器又稱數據放大器、儀表放大器和橋路放大器，它的輸入阻抗高，易於與各種信號源匹配，而它的輸入失調電壓和輸入失調電流及輸入偏置電流小，並且溫漂較小。由於時間溫漂小，因而測量放大器的穩定性好。由三運放組成測量放大器，差動輸入端R1和R2分別接到A1和A2的同相端。輸入阻抗很高，採用對稱電路結構，而且被測信號直接加到輸入端，從而保證了較強的抑制共模信號的能力。A3實際上是一差動跟隨器，其增益近似為1。測量放大器的放大倍數為：AV=V0/（V2-V1），AV=Rf/R(1+(Rf1+Rf2)/RW)。在此電路中，只要運放A1和A2性能對稱(主要指輸入阻抗和電壓增益)，其漂移將大大減小，具有高輸入阻抗和共模抑制比，對微小的差模電壓很敏感，適宜於測量遠距離傳輸過來的信號，因而十分易於與微小輸出的感測器配合使用。RW是用來調整放大倍數的外接電阻，在此用多圈電位器。
實際電路中A1、A2採用低漂移高精度運放OP-07晶元，其輸入失調電壓溫漂αVIOS和輸入失調電流溫漂αIIOS都很小，OP-07採用超高工藝和「齊納微調」技術，使其VIOS、IIOS、αVIOS和αIIOS都很小，廣泛應用於穩定積分、精密加法、比校檢波和微弱信號的精密放大等。OP-07要求雙電源供電，使用溫度范圍0～70℃，一般不需調零，如果需要調零可採用RW進行調整。A3採用741晶元，它要求雙電源供電，供電范圍為±(3～18)V，典型供電為±15V，一般應大於或等於±5V，其內部含有補償電容，不需外接補償電容。
(3) A/D(模數)轉換電路
經過測量放大器放大後的電壓信號，其電壓范圍為0～5V，此信號為模擬信號，計算機無法接受，故必須進行A/D轉換。實際電路中，選用ICL7109晶元。ICL7109是一種高精度、低雜訊、低漂移、價格低廉的雙積分型12位A/D轉換器。由於目前12位逐次逼近式A/D轉換器價格較高，因此在要求速度不太高的場合，如用於稱重測壓力、測溫度等各種感測器信號的高精度測量系統中時，可採用廉價的雙積分式12位A/D轉換器ICL7109。ICL7109主要有如下特性：(1)高精度(精確到1/212=1/4096)；(2)低雜訊(典型值為15μVP-P)；(3)低漂移(<1μV/℃)；(4)高輸入阻抗(典型值1012Ω)；(5)低功耗(<20mW)；(6)轉換速度最快達30次/秒，當採用3.58MHz晶振作振源時，速度為7.5次/秒；(7)片內帶有振盪器，外部可接晶振或RC電路以組成不同頻率的時鍾電路；(8)12位二進制輸出，同時還有一位極性位和一位溢出位輸出；(9)輸出與TTL兼容，以位元組方式(分高低位元組)三態輸出，並且具有VART掛鉤方式，可以用簡單的並行或串列口接到微處理系統；(10)可用RVNHOLD(運行/保持)和STATUS(狀態)信號監視和控制轉換定時；(11)所有輸入端都有抗靜電保護電路。
ICL7109內部有一個14位(12位數據和一位極性、一位溢出)的鎖存器和一個14位的三態輸出寄存器，同時可以很方便地與各種微處理器直接連接，而無需外部加額外的鎖存器。ICL7109有兩種介面方式，一種是直接介面，另一種是掛鉤介面。在直接介面方式中，當ICL7109轉換結束時，由STATUS發出轉換結束指令到單片機，單片機對轉換後的數據分高位位元組和低位位元組進行讀數。在掛鉤介面方式時，ICL7109提供工業標準的數據交換模式，適用於遠距離的數據採集系統。ICL7109為40線雙列直插式封裝，各引腳功能參考相關文獻。
(4) ICL7109與89C51的介面
本系統採用直接介面方式，7109的MODE端接地，使7109工作於直接輸出方式。振盪器選擇端(即OS端，24腳)接地，則7109的時鍾振盪器以晶體振盪器工作，內部時鍾等於58分頻後的振盪器頻率，外接晶體為6MHz，則時鍾頻率=6MHz/58=103kHz。積分時間=2048×時間周期=20ms，與50Hz電源周期相同。積分時間為電源周期的整數倍，可抑制50Hz的串模干擾。
在模擬輸入信號較小時，如0～0.5伏時，自動調零電容可選比積分電容CINT大一倍，以減小雜訊，CAZ的值越大，雜訊越小，如果CINT選為0.15μF，則CAZ=2CINT=0.33μF。
由感測器傳來的微弱信號經放大器放大後為0～5V，這時雜訊的影響不是主要的，可把積分電容CINT選大一些，使CINT=2CAZ，選CINT=0.33μF，CAZ=0.15μF，通常CINT和CAZ可在0.1μF至1μF間選擇。積分電阻RINT等於滿度電壓時對應的電阻值(當電流為20μA、輸入電壓=4.096V時，RINT=200kΩ)，此時基準電壓V+RI和V-RI之間為2V，由電阻R1、R3和電位器R2分壓取得。
本電路中，CE/LOAD引腳接地，使晶元一直處於有效狀態。RUN/HOLD(運行/保持)引腳接+5V，使A/D轉換連續進行。
A/D轉換正在進行時，STATUS引腳輸出高電平，STATUS引腳降為低電平時，由P2.6輸出低電平信號到ICL7109的HBEN，讀高4位數據、極性和溢出位；由P2.7輸出低電平信號到LBEN，讀低8位數據。本系統中盡管CE/LOAD接地，RUN/HOLD接+5V，A/D轉換連續進行，然而如果89C51不查詢P1.0引腳，那麼就不會給出HBEN、LBEN信號，A/D轉換的結果不會出現在數據匯流排D0～D7上。不需要採集數據時，不會影響89C51的工作，因此這種方法可簡化設計，節省硬體和軟體。
(5)顯示電路
採用3位LED數碼管顯示器，數碼管的段控用P1口輸出，位控由P3.0、P3.1、P3.2控制。7407是6位的驅動門，它是一個集電極開路門，當輸入為「0」時輸出為「0」；輸入為「1」時輸出斷開，須接上位電路。共用兩片7407，分別作為段控和位控的驅動。數碼管選共陽極接法，當位控為「1」時，該數碼管選通，動態顯示用軟體完成，節省硬體開銷。硬體原理如圖5-12所示。

圖5.3.1 熱電偶感測器測溫系統硬體原理圖
2、軟體設計
ICL模塊：從A/D轉換器讀取結果的模塊，它連續讀3次，讀出3個結果分別存放於內部30H～35H單元(雙位元組存放)。
WAVE數字濾波模塊：它是將ICL模塊輸出的3個結果排序，取中間的數作為選用的測量值。此模塊可以避免因電路偶然波動而引起的脈沖量的干擾，使顯示數據平穩。
MODIFY模塊：它是補償熱電偶冷端器25℃時的量值，相當於儀表中的零點調到25℃，稱此模塊為零點校正模塊(此溫度為室溫)。
YA查表模塊：它是核心模塊。表格數據是按一定規律增長的數據(0～655℃)，表格中電壓值與溫度值一一對應，表格中的電壓值是熱電偶輸出信號乘以放大倍數(150)以後的結果，變成十六進制數進行存放，低位在前，高位在後，因而它的數據地址可以代表溫度值，用查找的內容的地址減去表格首地址0270H後再除以2(雙位元組存放)即為溫度值。此數據為十六進制數還需進行二十進制轉換(CLEAN)，再送顯示器顯示。
查表法：採用二分查找法，DP先找對半值(MIDDLE)同轉換數據比較(COMPARE)，看屬哪一半，修改表格上下限值，再進行對半比較，經過若干次後，直到找到數據為止，如果找不到，也就是說被轉換數據介於表格中兩相鄰值之間，則再調用取近值模塊(NEAR)，選擇與被轉換數據接近的那個數據作為查找到的數據，然後調用溫度值模塊(FIND)，整個查表模塊就完成了從輸入到輸出的變化。
DIR：採用動態3位顯示，顯示時間由實驗測定，各模塊設計完成後要進行測試，盡量使其內聚性強、模塊間耦合性強，並採用數據耦合。

二、恆溫爐控制器
此恆溫爐主要由液化氣提供熱源，熱效率高，且取暖費用低廉。人工預設加熱溫度值後，控制器能准確地把溫度控制在設定值的±1℃，現場使用方便。其主要性能指標為：溫度可調范圍在10～50℃之間；溫度精度可精確到0.25℃；當環境中的氧含量低於某一值時，控制電路自動關閉加熱爐，等待人工處理。
1、硬體設計
該控制器是以89C51為控制核心，以電磁閥為驅動部件，以及溫度采樣、熱電偶信號采樣、顯示等電路組成。系統框圖如圖5.3.2所示。

圖5.3.2 恆溫爐控制器系統框圖
89C51單片機，其指令系統與MCS-51完全兼容，且片內帶有4KB的E2PROM，可以方便地構成一個最小系統。采樣10位數字溫度感測器，經CPU處理後，實時地顯示在液晶屏上，熱電偶電路時刻監視著是否有異常情況出現。
（1）數字溫度采樣電路
本系統中使用AD公司的產品AD7416，它由帶隙溫度感測器、10倍A/D轉換器、溫度寄存器、可設點比較器、故障排隊計數器等組成。感測器將溫度轉換成電壓，將由A/D轉換器轉換成10位數字量送溫度值寄存器。A/D轉換器的一次轉換時約為400μs，精度可達0 25。
AD7416的介面方式為I2C/SMBUS，溫度測量范圍為-55～125℃之間，有節電工作方式，可用於電池供電。AD7416的地址由A0、A1、A2決定，地址格式為：1001A2A1A0R/W，最大可並聯8片，本系統中只用了一片AD7416，連線方式如圖5.3.3所示。因溫度的慣性系數較大，可採用簡便有效的移動平均值法、中值法、低通濾波法等進行軟體濾波。實時采樣和計算平均值，以平均值作為實際溫度采樣值。采樣次數為8～16次。由於採用了數字溫度感測器，完全打破了傳統的設計模式，簡化了設計方案，提高了系統的可靠性，方便地實現了標度變換。
（2）熱電偶反饋電路
因為加熱器使用液化氣為燃料，加熱過程要耗氧，可能引起環境中的氧含量不足，所以在加熱器加熱過程中要時刻監視液化氣燃燒是否充分。實驗證明，當氧含量正常時，燃氣燒到熱電偶輸出的電壓在20mV以上，而當氧含量低於某一值時，熱電偶輸出的電壓會在12mV以下。通過如圖5.3.4所示電路，把熱電偶電壓接入電路，以檢測電壓超過18mV時，電路輸出端輸出高電平，電壓低於13mV時，電路輸出端輸出低電平。
（3）其他外圍驅動電路
其功能主要是把P1口輸出的信號接入7407，由7407驅動固態繼電器的輸入端，繼電器的輸出端驅動兩個電磁閥和一個電子脈沖打火器。
為了控制恆溫爐的溫度並向系統輸入數據，系統應附有鍵盤，並能完成溫度的增減，恆溫爐的啟動與停止，另外還設有設置鍵，用於加熱過程中重新設置溫度，當恆溫爐啟動後，液晶屏即實時地顯示所測量的溫度值，出現異常情況顯示故障狀態。
2、軟體設計
軟體採用模塊化結構。軟體主要完成如下任務：掃描鍵盤並按要求調出設定值或輸入新的設定值，並判斷是否啟動，啟動時首先打開加熱閥供氣，開啟電子打火器，點火成功後，打開主出氣閥，然後監視溫度的變化，當溫度超出設定溫度值1℃時，關閉主出氣閥，當溫度低於設定溫度1℃時，打開主出氣閥。若點火不成功，則每隔15s重復上述啟動過程，若3次點火不成功，關閉加熱偶閥，在液晶屏顯示故障狀態。正常啟動後，程序時刻監視熱電偶的狀態，若出現熱電偶電壓不足，關閉主出氣閥和加熱閥，等待人工參預。

Ⅳ 熱電偶測溫儀測量金屬焊接溫度時，是否會由於焊接金屬帶電而不準確，如何解決

有影響。即使在測量時使用絕緣設施，但實際上仍無法完成實驗整個過程絕緣。建議在熱電偶插頭上採用雙層隔電方式對點偶隔電。

Ⅳ 熱電偶感測器檢測方法有哪些

熱電偶溫度感測器自然是由熱電偶製作而成，熱電偶式感測器與熱敏電阻溫度感測器工作原理不同，發生故障時，檢測方法也完全不同，1、電阻測量：金屬導體熱電偶，常溫時電阻很小，工作端溫度700-800度時，NTC溫度感測器廠家，電阻約為幾十歐母；2、電壓測量：斷開感測器插頭，使用直流檔來測量熱電偶的電壓，測得的毫伏級電壓應穩定，當對感測器加熱時，NTC溫度感測器供應商，輸出電壓應同步增長
空調的溫度感測器也稱溫度探頭，是一種負溫度系數的熱敏電阻，即溫度升高，阻值變小，溫度降低，阻值變大，1、空調自檢時的阻值是小於300Ω或大於150kΩ，CPU認為此感測器已損壞，報出故障代碼；2、感測器阻值在300Ω和150kΩ之間，CPU不能檢出感測器故障，但有一定的誤差，這時叫阻值漂移，可用萬用表檢查，用好的感測器替代比較

Ⅵ 如何正確安裝和使用熱電偶溫度感測器

1.安裝不當引入誤差
如熱電偶安裝的位置及插入深度不能反映爐膛的真實溫度等，換句話說，熱電偶不應裝在太靠近門和加熱的地方，插入的深度至少應為保護管直徑的8～10倍;熱電偶的保護套管與壁間的間隔未填絕熱物質致使爐內熱溢出或冷空氣侵入，因此熱電偶保護管和爐壁孔之間的空隙應用耐火泥或石棉繩等絕熱物質堵塞以免冷熱空氣對流而影響測溫的准確性;熱電偶冷端太靠近爐體使溫度超過100℃;熱電偶的安裝應盡可能避開強磁場和強電場，所以不應把熱電偶和動力電纜線裝在同一根導管內以免引入干擾造成誤差;熱電偶不能安裝在被測介質很少流動的區域內，當用熱電偶測量管內氣體溫度時，必須使熱電偶逆著流速方向安裝，而且充分與氣體接觸。
2.熱惰性引入誤差
由於熱電偶的熱惰性使儀表的指示值落後於被測溫度的變化，在進行快速測量時這種影響尤為突出。所以應盡可能採用熱電極較細、保護管直徑較小的熱電偶。測溫環境許可時，甚至可將保護管取去。由於存在測量滯後，用熱電偶檢測出的溫度波動的振幅較爐溫波動的振幅小。測量滯後越大，熱電偶波動的振幅就越小，與實際爐溫的差別也就越大。當用時間常數大的熱電偶測溫或控溫時，儀表顯示的溫度雖然波動很小，但實際爐溫的波動可能很大。為了准確的測量溫度，應當選擇時間常數小的熱電偶。時間常數與傳熱系數成反比，與熱電偶熱端的直徑、材料的密度及比熱成正比，如要減小時間常數，除增加傳熱系數以外，最有效的辦法是盡量減小熱端的尺寸。使用中，通常採用導熱性能好的材料，管壁薄、內徑小的保護套管。在較精密的溫度測量中，使用無保護套管的裸絲熱電偶，但熱電偶容易損壞，應及時校正及更換。
3.絕緣變差而引入誤差
如熱電偶絕緣了，保護管和拉線板污垢或鹽渣過多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良，在高溫下更為嚴重，這不僅會引起熱電勢的損耗而且還會引入干擾，由此引起的誤差有時可達上網路。

4.熱阻誤差
高溫時，如保護管上有一層煤灰，塵埃附在上面，則熱阻增加，阻礙熱的傳導，這時溫度示值比被測溫度的真值低。因此，應保持熱電偶保護管外部的清潔，以減小誤差。

Ⅶ 熱電偶感測器的工作原理

兩種不同成份的導體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成迴路，當兩個接合點的溫度不同時，在迴路中就會產生電動勢，這種現象稱為熱電效應，而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就 是利用這種原理進行溫度測量的，其中，直接用作測量介質溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端），另一端叫做冷端（也稱為補償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產生的熱電勢。 熱電偶實際上是一種能量轉換器，它將熱能轉換為電能，用所產生的熱電勢測量溫度，對於熱電偶的熱電勢，應注意如下幾個問題： 1：熱電偶的熱電勢是熱電偶工作端的兩端溫度函數的差，而不是熱電偶冷端與工作端，兩端溫度差的函數； 2 ：熱電偶所產生的熱電勢的大小，當熱電偶的材料是均勻時，與熱電偶的長度和直徑無關，只與熱電偶材料的成份和兩端的溫差有關；
3：當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成份確定後，熱電偶熱電勢的大小，只與熱電偶的溫度差有關；若熱電偶冷端的溫度保持一定，這進熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數。將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接起來，構成一個閉合迴路，如圖所示。當導體A和B的兩個執著點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產生電動勢，因而在迴路中形成一個大小的電流,這種現象稱為熱電效應。熱電偶就是利用這一效應來工作的。

Ⅷ 熱電偶溫度感測器的測量原理是什麼具體是如何進行溫度測量的

熱電偶溫度感測器主要有兩個部分組成，一個是熱電偶，另一個是溫度變送器。熱電偶還是比較簡單的，就是由兩根不同的金屬絲組成，一端將兩根金屬絲焊接在一起的是熱端，也就是測溫端，另一頭兩根金屬絲是分開的，也就是冷端。當熱端與冷端有溫度差時，金屬絲的熱點效應就會產生電勢，溫差越大，電勢也越大。溫度變送器就是將熱電偶測到的電勢變換成標准信號，他主要由三個部分組成，第一是檢測橋路部分，利用靈敏度高的平衡電橋將熱電偶轉換成穩定的對應電信號，並對熱電偶進行冷端補償，即補償到0℃。因為我們所講的溫度都是基於0℃來說的，而熱電偶的冷端並不是除於0℃狀態，它是現場的環境溫度，對應的熱電勢也不是0℃的，因此要對其進行冷端補償；第二是線性化電路，熱電偶的測溫電勢對應溫度是非線性的，線性化電路就是將非線性的測溫電勢轉換成線性電信號；最後第三是放大和變換電路，將線性化的電信號進行放大並轉換成4-20mA的標准電信號輸出。

Ⅸ 熱電偶感測器的工作原理及應用

熱電偶：一種測溫度的感測器，與熱電阻一樣都是溫度感測器，但是他和熱電阻的區別主要在於： 第一，信號的性質，熱電阻本身是電阻，溫度的變化，使電阻產生正的或者是負的阻值變化；而熱耦，是產生感應電壓的變化，他隨溫度的改變而改變。 第二，兩種感測器檢測的溫度范圍不一樣，熱阻一般檢測0-150度溫度范圍（當然可以檢測負溫度），熱耦可檢測0-1000度的溫度范圍（甚至更高）所以，前者是低溫檢測，後者是高溫檢測。 第三，從材料上分，熱阻是一種金屬材料，具有溫度敏感變化的金屬材料，熱耦是雙金屬材料，既兩種不同的金屬，由於溫度的變化，在兩個不同金屬絲的兩端產生電勢差。（zz3）熱電偶是一種常見的溫度檢測感測器，用於感測溫度工作原理是溫度變化其兩端電位大小不同；熱電阻也可以稱是一種熱敏感測器，但其是隨溫度變化電阻發生變化。

Ⅹ 如何用萬用表檢測熱電偶

分析如下：

首先確定熱電偶的外觀沒有問題，是好是壞，得通過檢測才能確定。 如果單片機支持輸入(即高阻)的話,上拉電阻可以用一個IO來控制.檢測的時候,IO上拉.不檢測的時候,IO顯高阻態，檢測的溫度值超量程就警告可能發生斷偶。

斷開時的返回值AD+ AD-之差應該是0，沒斷之前只有mV級的信號(可以近似看成短路),斷偶的話,有上拉或者恆流源,就是大信號了。加上拉當然是可以解決問題的，沒有上拉的話，檢測溫度值超量程不可行了 將待測穿上專用的瓷套管，和標准鉑銠一起放入管式電爐中，將熱端插入管式電爐中的一個多孔的均熱用的金屬鎳製成的圓柱體中。將各自的補償導線的冷端放入由冰水混合物保持的零攝氏度的容器中。

(10)熱電偶感測器測量如何焊接擴展閱讀：

萬用表是一種帶有整流器的、可以測量交、直流電流、電壓及電阻等多種電學參量的磁電式儀表。對於每一種電學量,一般都有幾個量程。又稱多用電表或簡稱多用表。萬用表是由磁電系電流表(表頭),測量電路和選擇開關等組成的。通過選擇開關的變換,可方便地對多種電學參量進行測量。其電路計算的主要依據是閉合電路歐姆定律。萬用表種類很多,使用時應根據不同的要求進行選擇。