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　　1 熱電偶的冷端補償分析

　　根據式（2）可知，熱電偶必須經(jīng)過(guò)冷端溫度補償才能獲得被測介質(zhì)實(shí)際溫度對應的熱電勢，根據此熱電勢才能計算出真實(shí)的溫度值。顯然，冷端溫度的精度會(huì )影響到熱電偶的測量精度，若冷端溫度測量誤差較大，會(huì )造成熱電偶的測量溫度值誤差較大。冷端溫度補償目前常用的方法有3 種。

　?。?）直接測量冷端溫度法

　　冷端溫度值直接采用溫度傳感器測量，測溫儀表一般采用熱電阻測量冷端溫度， 然后利用式（2）獲得最終的實(shí)際溫度對應的熱電勢，最后利用線(xiàn)性化處理方法，獲得實(shí)際溫度值。

　?。?）電橋補償法

　　電橋補償法是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢來(lái)補償熱電偶因冷端溫度不在0 ℃時(shí)引起的熱電勢變化值。使用補償電橋時(shí)，應注意以下幾點(diǎn)：①不同分度號的熱電偶要配用與熱電偶同型號的補償電橋；②補償電橋與熱電偶、電源和測量?jì)x表連接時(shí)，要接線(xiàn)正確，特別是電源正、負極不可反接；③不平衡電橋的輸出電壓隨直流電源的電壓而變，因此直流電源的電壓要恒定不變[5]。

　?。?）集成冷端補償的芯片

　　集成冷端補償的芯片主要包括精密熱電偶放大器和熱電偶AD 轉換器。

　　例如AD8495 是一款集成冷端補償的精密熱電偶放大器，內部帶有固定增益放大器，以提供5 mV/℃輸出，該放大器具有高共模抑制性能，能夠抑制熱電偶的長(cháng)引線(xiàn)可能拾取的共模噪聲。針對K 型熱電偶作了預校準，只適合于K 型熱電偶測量。

　　MAX31855 是一款集成冷端補償的AD 轉換器，器件輸出14 位帶符號數據，SPI 接口，轉換器的溫度分辨率為0.25 ℃， 具有熱電偶開(kāi)路檢測功能，以及熱電偶對GND 或VCC 短路檢測功能。每款芯片只針對某一類(lèi)型的熱電偶測量，其靈活性不夠。

　　4.2 熱電偶的冷端補償優(yōu)化方法

　　冷端補償采用電橋補償法實(shí)現， 其靈活性不夠， 不同熱電偶需要配與熱電偶同型號的電橋，并且不平衡電橋的輸出電壓隨直流電源的電壓而變，因此直流電源的電壓要恒定不變，對直流電源的精度要求比較高，基于以上缺點(diǎn)，目前電橋補償法很少使用。

　　集成冷端補償的熱電偶采集芯片的優(yōu)點(diǎn)是集成冷端補償，芯片體積小，具有熱電偶開(kāi)短路檢測功能，但是其轉換精度由芯片本身決定，只針對某一類(lèi)型熱電偶作了冷端補償預校準，系統不能通過(guò)軟件來(lái)修改熱電偶采集類(lèi)型。采用溫度傳感器采集冷端溫度作冷端補償，溫度傳感器可以選擇高精度、高可靠、低溫漂的傳感器，采集到的冷端溫度再轉換成某一類(lèi)型熱電偶在該冷端溫度下的熱電勢，系統利用式（2）實(shí)現了冷端補償，并且系統可以通過(guò)程序設置測溫儀表采集某一類(lèi)型的熱電偶，因此，該種方法靈活性好、精度高，可以用于多種類(lèi)型熱電偶信號采集。

　　5 結語(yǔ)

　　綜上所述，熱電偶信號二次元件端采集精度主要取決于3 個(gè)方面的因素，包括熱電偶信號采集電路， 熱電偶信號的線(xiàn)性化以及熱電偶的冷端補償。任何一個(gè)因素處理不當都會(huì )影響到熱電偶信號采集的精度， 本文通過(guò)以上3 個(gè)方面給出的優(yōu)化方法，可以極大地提高熱電偶信號二次元件端的采集精度，從而提高熱電偶的測溫精度。隨著(zhù)集成電路的高速發(fā)展，集成冷端補償、高共模抑制能力、高精度、抗干擾能力強、可配置為多種類(lèi)型熱電偶測量的AD 轉換器以后會(huì )越來(lái)越得到廣泛的應用。