热电偶测温原理详解

热电偶是利用物理学中的赛贝克效应制成的温敏传感器。当两种不同的导体A和B组成闭合回路时，就构成了一个热电偶。
    温度T端为感温部分，称为热端；温度T0为连接仪表部分，称为冷端。当热端温度T和冷端温度T0不同时，在回路中就产生热电势EAB（T, T0 ）,这种显现称为热电效应，这个电动势通常称为热电势。热电式的大小与T和T0之差（称为温差）的大小有关。由热电偶回路热电势的分布理论可知，热电偶的热电势仅仅是热电偶两端温度T和T0的函数之差，即：
    EAB （T, T0）= EAB（T）- EAB（T0） 式（1.1）
    也就是说，热电偶的热电势等于热端与冷端温度T和T0所引起的电势差。
    实际测温中，冷端所对应的热电势要随冷端温度（环境温度）的变化而变化。要保证冷端温度恒定是十分困难的，在一定程度上，测量精度取决于冷端温度的影响。只有当热电偶冷端温度保持不变，热电动势才是被测温度的但只函数。标准中规定结点的热电动势为0℃时的热电动势。
    由式（1.1）可知，如果当T=0时可得：
    EAB（T0） = EAB（0）- EAB （0, T0） 式（1.2）
    又当T0=0时可得：
    EAB（T） = EAB（T,0）- EAB （0） 式（1.3）
    把式（1.2）和式（1.3）带入式（1.1）式得：
    EAB（T，0）= EAB（T,T0）+EAB （T0,0） 式（1.4）
    在式（1.4）中，EAB（T，0）是冷端温度为0℃，热端温度为T时的热电势，此值就是成品热电偶给定的分度表值；EAB（T,T0）是热端温度为T，冷端温度为T0时的热电势，也就是实际测量到的热电势值；EAB （T0,0）是假定冷端温度为0℃，和实际冷端温度为T0时得到的热电势，在实测中，用集成测温传感器AD590测量T0，然后从对应热电偶的分度表中自动查出所对应的热电势EAB （T0,0），这是次查表求出的值，也就是冷端温度补偿所对应的热电势值。通过单片机把实测到的EAB（T,T0）值与冷端温度补偿EAB （T0,0）值代数相加，就可得到冷端温度为0℃，热端温度为T时的热电势EAB （T0,0）值，再从分度表中自动查得对应于EAB （T0,0）的温度值，这既是第二次查表求出的值，这个值就是热锻偶热端所得的实际温度。
    在实际生产中，热电偶热端（测量端）与冷端相距很远，冷端又暴露于空气当中，易受环境温度的影响，因而冷端温度很难保持恒定。为此需要把冷端延伸并进行温度补偿。