热电偶和温度变送器测量应用知识
温度变送器的原理及应用图
温度变送器的原理及应用图1. 温度变送器的概述温度变送器是一种将温度信号转换为标准电信号输出的设备。
它能够将温度传感器所采集到的温度信号转换成标准信号（如4-20mA、0-10V等），并输出给控制系统进行监测、控制和数据采集等用途。
温度变送器广泛应用于工业自动化领域，如冶金、化工、电力等行业。
2. 温度变送器的工作原理温度变送器的核心部件是温度传感器和信号转换电路。
温度传感器主要有热电偶、热电阻和半导体温度传感器等。
当温度传感器被置于被测物体上时，温度变送器会通过传感器采集到温度值，并将该温度值转换为标准电信号输出。
温度传感器采集到的温度信号首先经过放大电路放大，然后再经过线性化电路进行电信号的线性化处理。
接着，信号转换电路将处理好的信号进行电流/电压转换，并将其输出给控制系统。
控制系统通过对接收到的信号进行处理，并根据需要进行控制操作。
3. 温度变送器的应用图示下图展示了一个典型的温度变送器的应用图，图中标注了各部件的名称和功能。
+--------------+| || 电源供应单元 +---->| | 给变送器供电+----+---------+|||+----+---------+| || 温度传感器 || |+----+---------+|||+----+---------+| || 信号转换电路 | ----> 输出标准信号给控制系统| |+----+---------+4. 温度变送器的优势和应用领域温度变送器具有以下优势： - 提供稳定、可靠的温度测量和控制。
- 支持远距离传输和远程监测。
- 具备防护性和防腐蚀性能，适合恶劣环境使用。
- 方便安装和维护。
温度变送器的应用领域包括但不限于： - 工业过程控制：如化工厂中的温度监测和控制。
- 环境监测：如空调系统中的温度监测和控制。
- 制造业：如烤箱温度的控制和监测。
总结：温度变送器是一种将温度信号转换为标准电信号输出的设备，它的工作原理是通过温度传感器采集温度信号，并经过放大电路和线性化电路进行处理，最后通过信号转换电路输出给控制系统。
热电偶温度变送器原理说明介绍
一体化度变送器具有结构简单、节省引
线、输出信号大、抗干扰能力强、线性好、显示
仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接保护和限
流保护、工作等优点。 一体化温度变送器一般由测温探头（热电偶
或热电阻传感器）和两线制固体电子单元组成。
察，吃掉。我的父亲工作很忙根本无暇顾及我，因为我是家里的独子父亲总是想
采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线 盒内，从而形成一体化的变送器。一体化温度变
后放大转换为 4～20mA 电流输出信号。为防止热 电偶测量中由于电偶断丝而使控温失效造成事
故，变送器中还设有断电保护电路。当热电偶断
丝或接解不良时，变送器会输出最大值（28mA） 以使仪表切断电源。热电偶温度变送器的原理所
示。
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送器一般分为热电阻和热电偶型两种类型。热电
阻温度变送器的原理。
1c07f0cd1 热电偶
热电偶温度变送器原理说明介绍 热电偶温度变送器一般由基准源、冷端补
偿、放大单元、线性化处理、V/I 转换、断偶处
理、反接保护、限流保护等电路单元组成。它是 将热电偶产生的热电势经冷端补偿放大后，再帽
由线性电路消除热电势与温度的非线性误差，最
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热电偶温度变送器原理
热电偶温度变送器原理
热电偶温度变送器是一种常用的温度测量仪器，它利用热电偶原理来将温度信号转换为电压信号输出。
热电偶原理是基于两种不同材料的导电性差异引起的温度差异。
热电偶由两种不同金属导线组成，它们以一端相连接，而另一端分开。
当两个连接点之间存在温度差异时，这个差异将导致热电偶产生一个微小的电压。
热电偶温度变送器的工作原理是将热电偶连接到测量对象上，并与一个测量电路相连接。
当温度变化时，热电偶产生的微小电压也相应变化。
测量电路通过放大和补偿这个微小电压，将其转换成标准信号（如0-10V或4-20mA），以便传输给计算机、控制系统或显示设备。
为了确保精确测量，热电偶温度变送器通常需要进行冷端补偿。
冷端补偿是指热电偶的连接点与环境温度之间的温度差异。
由于环境温度的变化可能会影响测量结果，冷端补偿可通过将一个冷端参考点连接到环境温度上来消除这个影响。
总之，热电偶温度变送器通过利用热电偶原理将温度信号转换为电压信号，从而实现温度的准确测量和传输。
这种温度传感器广泛应用于工业控制、自动化、热处理以及实验室测量等领域。
热电偶的定标与测量
热电偶的定标与测量
1 热电偶
热电偶又称温度电阻，它是一种检测温度变化的重要仪器。
它是一种由两种金属，互相连接的双线圈组成的装置，当某一温度发生变化时，就可以通过测量双线圈之间的电阻变化来检测温度变化。
2 热电偶的定标
热电偶的定标主要是将温度量程上的温度点转换为电流或电压的量程，从而使得热电偶在一定的温度下，产生的电压或电流对应一定的温度值。
定标过程首先要采用精密控温装置，将热电偶投放到比较溶液（比较液温度可以精确高低可控）中，测量出热电偶产生的电压值，然后通过电子器件来变换，定标出热电偶在这个温度下产生电压值。
3 热电偶的测量
热电偶的测量也就是通过对温度变化而变化的热电阻电压采样，根据温度的变化得出温度的数值，从而得出温度情况。
热电偶测量根据测量装置类型的不同，分为常温测量和高温测量，常温测量中采用的是标准的电桥，高温测量则采用高精度高灵敏度的温度变送器。
4 热电偶的安装
热电偶的安装在不同的测量环境中有不同的要求，但其基本都遵循以下几点基本原则：
（1）尽可能避免热电偶在同一位置测量多个不同温度区域；
（2）避免热电偶与变温的金属接触；
（3）尽量控制热电偶与变温物体的接触热负荷。
以上就是热电偶的定标与测量的相关内容，由于不同的应用环境，需要针对不同的热电偶安装环境做适当的安装措施，以保证温度测量
的准确性和稳定性。
另外，需要注意的是，在冷热电偶测量处理上，
需要注意设备的控制精度和使用正确的使用方法，以确保测量准确，
提高测量精度。
热电偶基本原理和使用方法
热电偶基本原理和使用方法常用热电偶分度号有S、B、K、E、T、J等，这些都是标准化热电偶。
其中K型也即镍铬－镍硅热电偶，它是一种能测量较高温度的廉价热偶。
由于这种合金具有较好的高温抗氧化性，可适用于氧化性或中性介质中。
它可长期测量1000度的高温，短期可测到1200度。
它不能用于还原性介质中，否则，很快腐蚀，在此情况下只能用于500度以下的测量。
它比S型热偶要便宜很多，它的重复性很好，产生的热电势大，因而灵敏度很高，而且它的线性很好。
虽然其测量精度略低，但完全能满足工业测温要求，所以它是工业上最常用的热电偶。
概述：作为工业测温中最广泛使用的温度传感器之一——热电偶，与铂热电阻一起，约占整个温度传感器总量的60%，热电偶通常和显示仪表等配套使用，直接测量各种生产过程中-40～1800℃范围内的液体、蒸气和气体介质以及固体的表面温度。
热电偶工作原理：两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。
热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。
热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度，对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题：（１）热电偶的热电势是热电偶两端温度函数的差，而不是热电偶两端温度差的函数；（２）热电偶所产生的热电势的大小，当热电偶的材料是均匀时，与热电偶的长度和直径无关，只与热电偶材料的成份和两端的温差有关；（３）当热电偶的两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只与热电偶的温度差有关；若热电偶冷端的温度保持一定，这进热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。
热电偶的基本构造：工业测温用的热电偶，其基本构造包括热电偶丝材、绝缘管、保护管和接线盒等。
热电偶测量原理
温度测量与热电偶冷端补偿温度测量是测量领域最重要的功能之一，频繁应用于气象观测、环境研究、实验室以及其他各种生产过程。
在特定条件下的产品制造与工业质量保持稳定方面，温度测量是基础且十分重要。
因此，本文将描述工业领域温度测量中广泛使用的温度传感器的热电偶和电阻温度传感器(RTD)的测量原理及热电偶冷端补偿相关知识。
热电偶测温的基本原理: 两个不同导体A与B串接成一个闭合回路，如图a所示，当两个接点的温度不同时(设T>T0)，回路中就会产生热电动势，这种现象称为热电效应。
这种现象是1821年德国科学家赛贝克(T.Seebeck)发现的，所以又称塞贝克效应。
热电偶的基本构成: 导体的A和B称为热电偶的热电极。
放置在被测对象中的接点称为测量端，习惯上又叫做热端。
另一接点称为参考端（参比端），习惯上又叫冷端。
热电动势的测量: 热电动势包括接触电势和温差电势。
温差电势远比接触电势小，可以忽略。
这样闭合回路中的总热电势可近似为接触电势。
根据实验数据把热电势EAB(T，T0)和温度T的关系绘成曲线或列成表格(分度表)，则只要用仪表测得热电势，就可以求出被测温度T。
在理解热电偶测温原理时我们需要知道热电偶的几个特性:1、组成热电偶回路的两种导体材料相同时，无论两接点温度如何，回路总热电势等于零。
2、如果热电偶两接点的温度相同，T=T0，则尽管导体A，B材料不同，热电偶回路的总电势亦为零。
热电偶回路的总电势仅与两接点温度有关，与A、B材料的中间温度无关。
3、在热电偶回路中接入第三种材料的导体时，只要这根导体的两端温度相同，则不会影响原来回路的总热电势。
这一性质称为中间导体定律。
在用热电偶丝进行温度测量时，热电偶的冷端补偿是必不可少的。
那为什么要进行冷端补偿呢？从热电偶的测温原理知道，热电偶热电势大小不但与热端温度有关，而且与冷端温度有关。
只有在冷端温度恒定的情况下，热电势才能正确反映热端温度大小。
在实际运用中，热电偶冷端受环境温度波动的影响较大，因此冷端温度不可能恒定，而要保持输出电势是被测温度的单一函数值，必须保持一个节点温度恒定。
热电偶(热电阻)一体化温度变送器
热电偶(热电阻)一体化温度变送器温度变送器的概述SBWR、SBWZ系列热电偶、热电阻温度变送器是DDZ系列仪表中的现场安装式温度变送器单元，与工业热电偶、热电阻配套使用，它采用二线制传输方式（两根导线作为电源输入和信号输出的公用传输线）。
将工业热电偶、热电阻信号转换成与输入信号或与温度信号成线性的4-20mA、0-10mA的输出信号.该温度变送器可直接安装在热电偶、热电阻的接线盒内与之形成一体化结构。
它作为新一代测温仪表可广泛应用与冶金、石油、化工、电力、轻工、纺织、食品、国防以及科研等工业部门。
温度变送器的主要特点·采用硅橡胶或环氧树脂密封结构，因此耐震、耐湿、适合在恶劣的现场环境安装使用。
·现场安装在热电偶、热电阻的接线盒内使用，直接输出4-20mA、0-10mA的输出信号。
这样既节约了昂貴的补偿导线费用，又提高了信号远距离传输过程中的抗干扰能力；·热电偶变送器具有冷端温度自动补偿功能；·精度高、功耗低，使用环境温度范围宽，工作稳定可靠；·适用范围广、既可以与热电偶、热电阻形成一体化现场安装结构，也可以作为功能模块安装在检测设备中和仪表盘上使用；·智能型温度变送器可通过HART调制解调器与上位机通讯或与手持器和PC机对变送器的型号、分度号、量程进行远程信息管理、组态、变量监测、校准和维护功能；·智能型温度变送器可按用户实际需要调整变送器的显示方向，并显示变送器所测的介质温度、传感器值的变化、输出电流和百分比例；温度变送器的工作原理热电偶或热电阻传感器将被测温度转换成电信号，再将该信号送入变送器的输入网络，该网络包含调零和热电偶补偿等相关电路。
经调零后的信号输入到运算放大器进行信号放大，放大的信号一路经V/I转换器计算处理后以4－20mA直流电流输出；另一路经A/D转换器处理后到表头显示。
变送器的线性化电路有两种，均采用反馈方式。
配热电偶温度变送器校准结果测量不确定度的评定
不带传感器温度变送器（配热电偶）校准结果测量不确定度的评定1、概述1.1、测量依据：JJF1183—2007《温度变送器校准规范》 1.2、计量标准：多功能校准仪FLUKE7251.3、采用直接比较法测量不带传感器的温度变送器，将温度变送器的输出信号换算成温度值与输入温度值进行比较1.4、被测对象：不带传感器的配K 型热电偶的温度变送器，具有参考端温度自动补偿，测量范围0~1200℃，输出范围（4~20）mA 2、数学模型])([00I S et t t I I I is m m d t ++--=∆ （1） 式中：t I ∆—变送器在温度t 时的示值误差；d I —变送器的输出电流值；m I —变送器的输出电流量程； m t —变送器的温度输入量程；s t —变送器的输入温度值； 0t —变送器输入的下限温度； e —补偿导线修正值；i S —热电偶特性曲线各温度测量点的斜率，对于某一温度测量点可视为常数； 0I —变送器的输出电流的理论下限值；3、方差与灵敏度系数式（1）中d I ，s t ，e 互为独立，因而得：灵敏系数：d t I I c ∂∆∂=1=1 m m s t t I t I c -=∂∆∂=2 im m t S t Ie I c -=∂∆∂=3 故)()()(222222222e u S t I t u t I I u u im m s m m d c++=4、标准不确定度分量评定（以600℃模拟输入为例）4.1、由变送器的输出电流的测量重复性和多功能校准仪的测量误差引起的不确定度分量1u ①输出电流测量重复性引入的标准不确定度分量11u对温度变送器在输入同一温度信号时，输出电流不尽相同，取平均值作为测量结果，则其标准不确定度可以用A 类方法评定。
600℃测量点6个读数分别为12.004mA 、12.008mA 、12.010mA 、12.006mA 、12.008mA 、12.010mA ，分别计算出实验标准偏差A s μ4.2=，用平均值作为测量结果，则A s u μ98.0611==②多功能校准器FLUKE725的测量误差引起的标准不确定分量12u多功能校准器在（0~24mA ）测量范围的最大允许误差为±（0.02%读数+0.002mA ），在600℃的最大允许误差为mA 0044.0±=∆，按均匀分布考虑，包含因子k=3，则mA u 0025.012= ③标准不确定度分量1u 的计算 由于11u 与12u 不相关，因此mA mA u u u 0027.00025.000098.0222122111=+=+=4.2、变送器的输入温度测量引入的标准不确定度分量2u由于测量时的环境温度和湿度均受控，可以保证标准器的准确度，因此温湿度影响可以忽略不计。
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热电偶和温度变送器测量应用知识
将温度变送器和热电偶组合在一起，那么热电偶将升级为一体化温度变送器，热电偶冷端补偿精度将直接影响温度变送器测量结果和一体化温度变送器整体精度。
本帖分享热电偶和温度变送器测量应用知识，方便大家正确选用温度变送器和一体化温度变送器。
热电偶测温原理
把两种不同材质的导体A和B焊接起来，如图1，当连接点(热端)的温度和导体另一端(冷端，亦称参比端)的温度不同时，会在冷端产生热电势。
热电偶就是利用这一现象将温度量转换成电势量的温度传感器。
图1 热电偶示意图
如果热电偶的冷端温度保持恒定(比如为0℃)，则输出热电势和热端温度值成一一对应关系。
温度变送器通过测量热电偶输出端的电势差，再将电势差转换成温度，从而实现温度测量。
热电偶冷端补偿
热电偶的输出热电势取决于热端和冷端之间的温度差，而在实际测量中，热电偶冷端的温度经常发生变化，如果不对这种变化进行补偿，即使热端的温度恒定不变，冷端的温度变化也会引起热电势的变化，使热电势不能真实反映热端的温度，从而引起测量误差。
冷端补偿原理如下：测量某热电偶热端温度为T1时（冷端温度为T2）的热电势V1，同时用温度传感器(如Pt100)测量冷端温度值T2，计算得温度T2时该热电偶的热电势V2(冷端温度为0℃)，则V1+V2是该热电偶为冷端温度为0℃时，热端温度T1时的电势值。
热电偶输入变送器的精度测量方法
由于涉及冷端补偿问题，有时不正确的测量往往认为温度变送器的精度超差。
正确测量热电偶变送器的方法有两种：一种为精确测量法，另一种为实用测量法。
温度变送器精确测量法
图2 实验室温度变送器校准连线示意图
1、补偿导线采用与测量热电偶相对应的补偿导线；
2、用mV信号发生器模拟热电偶信号；
3、保持容器内为冰、水混合态，保证冷端温度为0℃。
根据热电偶分度表上对应的电势值，直接由毫伏信号发生器模拟热电偶输出信号送入温度变送器，测量温度变送器输出4-20mA电流信号，计算温度变送器的测量精度。
这种测量方法可消除测量过程中冷端温度变化引起的测量误差，但补偿导线本身误差引起的测量误差还是无法消除。
这种方法一般在试验室测量中应用。
温度变送器实用测量法
图3 温度变送器校准实用连线示意图
在输入端放置一个温度计，测得冷端温度值，由分度表查得此温度电势值ECJ，再根据热电
偶分度表的电势值E0，由mV信号发生器模拟输出(E0 - ECJ)值，即模拟热电偶的输出，测量温度变送器输出4-20mA电流信号，计算温度变送器的测量精度，这种方法还存在着环境温度变化和温度计测量冷端温度误差两个方面，无法消除，会带来测量误差。