溫差熱電偶(簡稱熱電偶)是目前溫度測(cè)量中使用普遍的之一，它具有結(jié)構(gòu)簡單、測(cè)量范圍寬、準(zhǔn)確度高、熱慣性小、輸出號(hào)為電壓號(hào)不需要激勵(lì)等優(yōu)點(diǎn)，能夠用于流體、固體、固體壁面等各種不同測(cè)試測(cè)量場(chǎng)合。   本文引用地址：   熱電偶測(cè)溫原理   當(dāng)導(dǎo)電物質(zhì)處于溫度時(shí)，其電子或空穴會(huì)隨著溫度梯度由高溫區(qū)往低溫區(qū)移動(dòng)，由此產(chǎn)生的電荷堆積的現(xiàn)象稱作熱電效應(yīng)，因熱電效應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電動(dòng)勢(shì)。   如果采用兩種電子密度同的導(dǎo)體連接成閉合回路，如果兩端所處的溫度不同，在該回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)，如下圖所示。   在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體，只要該導(dǎo)體兩端的溫度相同，則整個(gè)熱電偶回路中產(chǎn)生的總的熱電勢(shì)是不變的，這種現(xiàn)象稱為中間導(dǎo)體效應(yīng)，可以通過簡單的推導(dǎo)得到。   由此，我們得到了實(shí)際使用的熱電偶原型如下圖所示，采用兩種不同金屬相連構(gòu)成測(cè)溫點(diǎn)(通常稱為“熱端”)，另一端分別接銅線引到號(hào)調(diào)理電路，熱電偶金屬和銅走線之間的兩個(gè)接合點(diǎn)溫度相同，為參考點(diǎn)(通常稱為“冷端”)。   在參考點(diǎn)和產(chǎn)生的電壓取決于測(cè)量點(diǎn)和參考點(diǎn)兩處的溫度，由前面所講的熱電偶測(cè)量原理可以知道，在使用過程中需要知道參考點(diǎn)的溫度才能獲得測(cè)量點(diǎn)的準(zhǔn)確溫度讀數(shù)。   熱電偶的特點(diǎn)   1.優(yōu)點(diǎn)   ? 溫度范圍廣，熱電偶測(cè)溫電路采用不同類型的熱電偶，測(cè)量范圍可達(dá)-200 到＋2500 ，適用于大多數(shù)實(shí)際的溫度范圍。   ? 堅(jiān)固耐用，熱電偶屬于耐用器件，抗振動(dòng)沖擊性能好，適用于危險(xiǎn)惡劣的環(huán)境。   ? 響應(yīng)快，因?yàn)闊犭娕俭w積小，熱容量小，熱電偶對(duì)溫度的響應(yīng)速度很快，尤其是在熱點(diǎn)裸露的情況下。熱電偶可在數(shù)百毫秒內(nèi)對(duì)溫度變化作出響應(yīng)。   ? 無自身發(fā)熱，由于熱電偶不需要激勵(lì)電源，不會(huì)自發(fā)熱，不會(huì)因自發(fā)熱而造成測(cè)量誤差。   2.缺點(diǎn)   ? 號(hào)調(diào)理電路復(fù)雜，將熱電偶的直接輸出電壓轉(zhuǎn)換成可用的溫度讀數(shù)，必須進(jìn)行大量的號(hào)調(diào)理。一量處理不當(dāng)，就會(huì)引入誤差，導(dǎo)致測(cè)量精度下降。   ? 精度低，除了由于構(gòu)成熱電偶的金屬本身特性導(dǎo)致的熱電偶內(nèi)部固有不確定性外，熱電偶測(cè)量精度還依賴于冷端溫度的測(cè)量精度，因此熱電偶的測(cè)量精度一般在1 到2 。   ? 抗噪性能差，由于熱電偶直接輸出電壓號(hào)量級(jí)較小，當(dāng)測(cè)量環(huán)境周圍存在雜散電場(chǎng)或磁場(chǎng)時(shí)，可能會(huì)引起問題，根據(jù)使用環(huán)境的要求，可能需要采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。   ? 易受腐蝕，因?yàn)闊犭娕加蓛煞N不同的金屬構(gòu)成，在某些工況下，長時(shí)間使用造成腐蝕，所以根據(jù)使用條件的不同，可能需要保護(hù)措施。   3.電路設(shè)計(jì)的難點(diǎn)   ? 電壓號(hào)太弱，常見的熱電偶類型有J型，K型，T型，在室溫下其靈敏度分別分，這種弱的號(hào)在送入ADC之前需要進(jìn)行較高增益的號(hào)放大(通常需要100倍左右)。同時(shí)，由于號(hào)如此弱，為避免被噪聲淹沒，通常采用低通濾波和差分輸入放大的來對(duì)號(hào)進(jìn)行處理。   ? 參考接合點(diǎn)溫度補(bǔ)償，要得到測(cè)量端的 溫度讀數(shù)，需要對(duì)冷端溫度進(jìn)行測(cè)量。冷端溫度測(cè)量一般使用另外一種能夠輸出 溫度的，如熱電阻、熱敏電阻、集成測(cè)溫IC等，以冷端測(cè)溫結(jié)果來對(duì)熱電偶的測(cè)溫結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償。   ? 非線性校正，熱電偶的輸出結(jié)果在非線性非常嚴(yán)重，在不同溫度下靈敏度有很大差異，如下圖為三種典型熱電偶的溫度特性曲線，在實(shí)際使用中需要對(duì)輸出結(jié)果進(jìn)行非線性校正。常用的非線性校正的方法有：模擬電路補(bǔ)償、分段線性化、查表、高階擬合等。zyclxmzsw

　　熱電偶是一種常見又經(jīng)濟(jì)的寬溫度范圍測(cè)溫手段。T型熱電偶(銅康銅)具有靈敏、穩(wěn)定、易制造、防濕的特點(diǎn)——印刷電路板的銅到銅連接則了等溫塊的必要性。這些是T型熱電偶進(jìn)入從導(dǎo)管到食品加工等多種應(yīng)用的部分主要原因，這些應(yīng)用不需要K型等其他熱電偶所具備的寬溫度范圍。 　　本文引用地址： 　　ADI擁有集成冷端補(bǔ)償機(jī)制的熱電偶放大器，但T型熱電偶不在此列。幸運(yùn)的是，T型和K型放大器在 約100°C的溫度范圍內(nèi)，具有類似的電壓特性。K型熱電偶調(diào)節(jié)器(如AD8495或AD8497)可以利用這種相似性來測(cè)量T型熱電偶，并將誤差降至超低水平。較高溫度條件下的輸出電壓會(huì)偏離AD8495的理想5 mV/°C傳遞函數(shù)，所以，有必要通過查找表或多項(xiàng)式考慮該差異。示意圖是用來自NIST的T型熱電偶表以及AD8495的傳遞函數(shù)生成的，以展示AD8495在各種參考結(jié)溫條件下的輸出。 　　圖1.AD8495在T型熱電偶條件下計(jì)算得到的輸出 　　可以運(yùn)用該圖或該6階多項(xiàng)式將輸出電壓映射到測(cè)量溫度上。VOUT (mV) = a0 + a1 × T + a2 × T2 + … + a6 × T6，其中，系數(shù)為： 　　在–200°C至+350°C的整個(gè)測(cè)量溫度范圍內(nèi)和0°C至50°C的參考結(jié)溫范圍內(nèi)，該多項(xiàng)式計(jì)算得到的誤差約為–2.50 mV至+2.28 mV，約低于±0.5°C。必須加上熱電偶容差和AD8495放大器誤差。 　　請(qǐng)注意，當(dāng)溫度低于0°C時(shí)，輸出電壓為負(fù)。輸出電壓相對(duì)于參考引腳(REF)進(jìn)行測(cè)量，因此，可以提高REF端的電壓，以便在單電源供電時(shí)，將負(fù)的輸出電壓偏置到正輸出電壓。請(qǐng)參閱AD8495數(shù)據(jù)手冊(cè)，了解在用熱電偶進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的重要事項(xiàng)，包括接地、濾除干擾和布局布線注意事項(xiàng)，以便使器件溫度等于參考結(jié)溫。 　　作者簡介 　　.Scott Hunt 是線性產(chǎn)品部(馬薩諸塞州威明頓市)的一名產(chǎn)品應(yīng)用工程師。他獲得倫斯勒理工學(xué)院電氣工程學(xué)士學(xué)位后，于2011年加入ADI公司。Scott專門從事集成精密放大器技術(shù)工作，包括儀器儀表放大器、差分放大器和熱電偶放大器。

　　以互聯(lián)網(wǎng)為核心的新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命蓄勢(shì)待發(fā)，人工智能將給人們的生產(chǎn)方式和生活方式帶來革命性變化。世界油氣工業(yè)的發(fā)展同樣要走智能化之路，這既是油氣技術(shù)發(fā)展規(guī)律使然，又是油氣工業(yè)開發(fā)難采油氣資源和應(yīng)對(duì)低油價(jià)之所需。 　　“中國制造2025”明確提出把智能制造工程作為五項(xiàng)重點(diǎn)工程之一，要求大力推進(jìn)制造過程智能化?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”協(xié)同制造，以智能工廠為發(fā)展方向，開展智能制造試點(diǎn)示范，有效支撐制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型，構(gòu)建開放、共享、協(xié)作的智能制造產(chǎn)業(yè)生態(tài)。 　　隨著我國石油和化學(xué)工業(yè)的迅猛發(fā)展，“智能油田”、“智能鉆井”、“智能管道”、“智能煉廠”、“智能化工廠”建設(shè)的大力推進(jìn)，生產(chǎn)裝置規(guī)模大型化、高度自動(dòng)化、智能化、信息化已成為必然趨勢(shì)，自動(dòng)化儀表行業(yè)將迎來廣闊的發(fā)展空間。 　　中國國際石油和化工自動(dòng)化技術(shù)裝備及儀器儀表展覽會(huì)(CIECA)，將于2019年3月27日-29日在北京·中國國際展覽中心（新館）與全球 石油展(cippe)同期舉辦。有來自全球65個(gè) 和地區(qū)的參展企業(yè)1800家，18大國際展團(tuán)，展覽面積90,000平米。展會(huì)有新華社、人民日?qǐng)?bào)、中央電視臺(tái)、中國日?qǐng)?bào)、中石油報(bào)、中石化報(bào)、Upstream、Worldoils、 Oil and Gas Australia、TB Petroleum中國證券報(bào)、上海證券報(bào)、 財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)、華爾街日?qǐng)?bào)及新華網(wǎng)、新浪、搜狐、人民網(wǎng)等國內(nèi)外上千家媒體報(bào)道。