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表5-1 ①0℃恒温法 该方法把热电偶的冷端置于0℃的恒温容器内，是最理想的冷端处理办法。但只适用于实验室条件下，对工业部门却极为不便。 ②冷端温度修正法 实际进行温度测量时，由于冷端难于保持在0℃的标准分度条件，因而热电势的对应温度必然出现与标准分度值的差异。但是，若将冷端恒定在某一温度值上，即可对传感器输出电势进行冷端的恒温修正，这样就可以求得检测工位的实际温度。修正系数的值可由查表获得。 ③冷端温度自动补偿法 上述两种方法都是恒定冷端温度为0℃或任意的温度值 条件下，再对测量值进行恒温修正。工程技术检测场所，实现上述恒温修正法仍有许多实际困难，因而目前通用的方法，是对传感器输出的热电势信号应用电势补偿法进行修正。冷端温度自动补偿方法较多，诸如采用补偿热电偶、电位补偿法和电桥补偿法，等等。 5.3.2.补偿导线的应用 显然，热电偶冷端处理时，需要把热电偶冷端用导线与测温仪表连接，这样一来，则失去冷端处理的意义。但是，只要选用热电性质与工作热电偶相近的材料制成连接导线，应用这种补偿导线将工作热电偶的冷端延伸至浊温仪表位置处，就不会引入连接导线而导致工作热电偶测温的附加误差(如图5-2)。补偿导线的补偿原理，由测温回路总电势平衡方程即能证明，限于篇幅不作详证。 图5-2 补偿导线的应用 A、B—热电偶；A’、B’—补偿导线； t0—原冷端温度；t0’—新冷端温度 一般补偿线可以采用工作热电偶的同类材料制成，为了便于接线，类型有单芯软线及多股软线；并有导线截面都较热电截面大一些，以降低线路损耗。对贵金属热电极则选择非贵金属材料制成补偿导线。如工业部门常用的铂铑–铂热电偶的补偿导线，即采用铜–铜镍合金做替代补偿导线。 5.3.3 热电偶测温的误差分析 ①分度误差 工业部门常用的热电偶，一般都选用标准分度表分度。热电偶的标准分度表，可查阅温度计量标准手册。另外，也有某些特殊用途的热电偶，采用单独分度标准，这可根据精度要求，按照国家规定的相应精度等级的仪表进行分度标定。这两种分度方法都会产生分度误差。 仪表在使用中，由于氧化、腐蚀或挥发、弯曲应力以及高温下结晶的变化等都将使热电偶工作特性发生变化，固此要定期标定，把误差限制在一定范围内。各类标准热电偶的传递极限误差列于表5-2中。 表5-2 ②冷端温度误差 热电偶冷端处理及应用补偿导线都会引入一些附加误差，这类附加误差可根据具体情况分析处理。 ③绝缘不好引起的误差 在选择保护管的材料时，必须提出对材料的绝缘要求。因为传感器的输出热电势可能会因热电偶或线路的绝缘性能不好而分流，或者因绝缘不好而窜入电源干扰，所以测温装置应保证即便在高温条件下，也要达到规定的绝缘性能指标。 ④测量电路的误差 热电偶所输出的热电势在毫伏级范围，常用毫伏表、光线示波器来测量。它们都属于动圈式仪表，动圈的转角与测量线路中流过的电流成正比，电流大小为 式中：–––– 热电偶的热电势；Rt、Rl、RG –––– 分别为热电偶的电阻、连接导线的电阻和动圈式仪表的内阻，而仪表两个输入端之间的电压为： 可见，只有当RG ( Rt+Rl)时，才能使U= ，仪表的指示值才能真实反映电势的大小。当较大时，测量的误差便不能忽视。当用电位差计测量热电势时，因为它用标准电压来平衡热电势，故回路中没有电流流动，因此热电偶的电阻和连接导线的电阻不影响测量的准确度。由于毫伏表惯性大，电位差计调平衡需要时间，所以该方法仅适用于静态测量。 第六章 电磁式传感元件 6.1基本原理 ? 电磁式传感元件的工作原理，是基于导体和磁场发生相对运动而产生感生电势(或感应电势)的电磁感应定律。由电磁感应定律可知，感生电势的大小与电磁回路中磁通的变化速率成正比；而磁