內(nèi)容編輯熱電偶冷端補償
理論上，熱電偶是冷端以0℃為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量的。然而，通常測量時儀表是處于室溫之下的，但由于冷端不為0℃，造成了熱電勢差減小，使測量不準(zhǔn)，出現(xiàn)誤差。因此為減少誤差所做的補償措施就是冷端溫度補償。
因為熱電偶的熱電勢是熱端與冷端相對而言的，如果不知道冷端溫度，則測量的熱電勢并不能說明以什么為基準(zhǔn)，所以要進(jìn)行冷端補償。這樣， 根據(jù)測量的熱電勢加上冷端溫度對應(yīng)的電勢就可以得到對應(yīng)的熱端溫度。
熱電偶測量溫度時要求其冷端（測量端為熱端，通過引線與測量電路連接的端稱為冷端）的溫度保持不變，其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測量時，冷端的（環(huán)境）溫度變化，將嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)確性。在冷端采取一定措施補償由于冷端溫度變化造成的測量不準(zhǔn)確稱為熱電偶的冷端補償。 大多數(shù)測量儀器具有自動冷端補償組態(tài)功能。
熱電偶就是測它冷端和熱端的溫差所產(chǎn)生的電勢，如果你的顯示儀表和熱電偶偶之間有溫差的話，就需要冷端補償，因為有溫差就會產(chǎn)生電勢，加了冷端補償就測的是熱電偶熱端和顯示儀表之間的溫差所產(chǎn)生的電勢了
方法
冰點槽法
冰點槽法就是把熱電偶的冷端放入冰水混合物容器里，使T0=0℃。這種辦法僅限于在科學(xué)實驗中使用。為了避免冰水導(dǎo)電引起兩個連接點短路，必須把連接點分別置于兩個玻璃試管里，浸入同一冰點槽，使相互絕緣。
計算修正法
計算修正法就是用普通室溫計算出冷端實際溫度TH，利用公式計算：
EAB(T,T0)=EAB(T,TH)+EAB(TH,T0)
在這里我們舉例說明下，
例：用銅-康銅熱電偶測某一溫度T，冷端在室溫環(huán)境TH中，測得熱電動勢EAB(T,TH)=1.999mV，又用室溫計測出TH=21℃,查此種熱電偶的分度表可知，EAB(21,0)=0.832mV，故得
EAB(T,0)=EAB(T,21)+EAB(21,T0)
=1.999+0.832
=2.831(mV)
再次查分度表，與2.831mV對應(yīng)的熱端溫度T=68℃。
注意：既不能只按1.999mV查表，認(rèn)為T=49℃，也不能把49℃加上21℃，認(rèn)為T=70℃。
補正系數(shù)法
把冷端實際溫度TH乘上系數(shù)k，加到由EAB(T,TH)查分度表所得的溫度上，成為被測溫度T。
用公式表達(dá)即：T= T′+ k×TH
式中：T—為未知的被測溫度； T′—為參考端在室溫下熱電偶電勢與分度表上對應(yīng)的某個溫度；TH—室溫； k—為補正系數(shù)。
例：用鉑銠10-鉑熱電偶測溫，已知冷端溫度TH=35℃，這時熱電動勢為11.348mV.查S型熱電偶的分度表，得出與此相應(yīng)的溫度T′=1150℃。再從下表中查出，對應(yīng)于1150℃的補正系數(shù)k=0.53。于是，被測溫度
T=1150+0.53×35=1168.3(℃)
用這種辦法稍稍簡單一些，比計算修正法誤差可能大一點，但誤差不大于0.14%。
零點遷移法
應(yīng)用領(lǐng)域：如果冷端不是0℃，但十分穩(wěn)定(如恒溫車間或有空調(diào)的場所)。
實質(zhì)：在測量結(jié)果中人為地加一個恒定值，因為冷端溫度穩(wěn)定不變，電動勢EAB(TH,0)是常數(shù)，利用指示儀表上調(diào)整零點的辦法，加大某個適當(dāng)?shù)闹刀鴮崿F(xiàn)補償。
例：用動圈儀表配合熱電偶測溫時，如果把儀表的機(jī)械零點調(diào)到室溫TH的刻度上,在熱電動勢為零時，指針指示的溫度值并不是0℃而是TH。而熱電偶的冷端溫度已是TH,則只有當(dāng)熱端溫度T=TH時，才能使EAB(T,TH)=0，這樣，指示值就和熱端的實際溫度一致了。這種辦法非常簡便，而且一勞永逸，只要冷端溫度總保持在TH不變，指示值就永遠(yuǎn)正確。
補償器法
利用不平衡電橋產(chǎn)生熱電勢補償熱電偶因冷端溫度變化而引起熱電勢的變化值。
軟件處理法
對于計算機(jī)系統(tǒng)，不必全靠硬件進(jìn)行熱電偶冷端處理。例如冷端溫度恒定但不為0℃的情況，只需在采樣后加一個與冷端溫度對應(yīng)的常數(shù)即可。
對于T0經(jīng)常波動的情況，可利用熱敏電阻或其它傳感器把T0信號輸入計算機(jī)，按照運算公式設(shè)計一些程序，便能自動修正。后一種情況必須考慮輸入的采樣通道中除了熱電動勢之外還應(yīng)該有冷端溫度信號，如果多個熱電偶的冷端溫度不相同，還要分別采樣，若占用的通道數(shù)太多，宜利用補償導(dǎo)線把所有的冷端接到同一溫度處，只用一個冷端溫度傳感器和一個修正T0的輸入通道就可以了。冷端集中，對于提高多點巡檢的速度也很有利。
考慮因素
一旦建立了冷端補償方法，補償輸出電壓必須轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的溫度。一種簡單的方法既是使用NBS提供的查找表，用軟件實現(xiàn)查找表需要存儲器，但查找表對于連續(xù)的重復(fù)查詢提供了一種快速、精確的測量方案。將熱電偶電壓轉(zhuǎn)換成溫度值的另外兩種方案比查找表復(fù)雜一些，這兩種方法是：1) 利用多項式系數(shù)進(jìn)行線性逼近，2) 對熱電偶輸出信號進(jìn)行模擬線性化處理。
軟件線性逼近只是需要預(yù)先確定多項式系數(shù)，不需要存儲，因而是一種更通用的方案。缺點是需要較長時間解多階多項式，多項式階數(shù)越高，處理時間越長，特別是在溫度范圍較寬的情況下。多項式階數(shù)較高時，查找表相對提供了一種精度更高、更有效溫度測量方案。
出現(xiàn)軟件測試方案之前，模擬線性化常被用來將測量電壓轉(zhuǎn)換成溫度值(除了人工查找表檢索外)。這種基于硬件的方法利用模擬電路修正熱電偶響應(yīng)的非線性。其精度取決于修正逼近多項式的階數(shù)，在目前能夠測試熱電偶信號的萬用表中仍采用這種方法。
因為熱電偶的熱電勢是熱端與冷端相對而言的，如果不知道冷端溫度，則測量的熱電勢并不能說明以什么為基準(zhǔn)，所以要進(jìn)行冷端補償。這樣， 根據(jù)測量的熱電勢加上冷端溫度對應(yīng)的電勢就可以得到對應(yīng)的熱端溫度。
熱電偶測量溫度時要求其冷端（測量端為熱端，通過引線與測量電路連接的端稱為冷端）的溫度保持不變，其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測量時，冷端的（環(huán)境）溫度變化，將嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)確性。在冷端采取一定措施補償由于冷端溫度變化造成的測量不準(zhǔn)確稱為熱電偶的冷端補償。 大多數(shù)測量儀器具有自動冷端補償組態(tài)功能。
熱電偶就是測它冷端和熱端的溫差所產(chǎn)生的電勢，如果你的顯示儀表和熱電偶偶之間有溫差的話，就需要冷端補償，因為有溫差就會產(chǎn)生電勢，加了冷端補償就測的是熱電偶熱端和顯示儀表之間的溫差所產(chǎn)生的電勢了
方法
冰點槽法
冰點槽法就是把熱電偶的冷端放入冰水混合物容器里，使T0=0℃。這種辦法僅限于在科學(xué)實驗中使用。為了避免冰水導(dǎo)電引起兩個連接點短路，必須把連接點分別置于兩個玻璃試管里，浸入同一冰點槽，使相互絕緣。
計算修正法
計算修正法就是用普通室溫計算出冷端實際溫度TH，利用公式計算：
EAB(T,T0)=EAB(T,TH)+EAB(TH,T0)
在這里我們舉例說明下，
例：用銅-康銅熱電偶測某一溫度T，冷端在室溫環(huán)境TH中，測得熱電動勢EAB(T,TH)=1.999mV，又用室溫計測出TH=21℃,查此種熱電偶的分度表可知，EAB(21,0)=0.832mV，故得
EAB(T,0)=EAB(T,21)+EAB(21,T0)
=1.999+0.832
=2.831(mV)
再次查分度表，與2.831mV對應(yīng)的熱端溫度T=68℃。
注意：既不能只按1.999mV查表，認(rèn)為T=49℃，也不能把49℃加上21℃，認(rèn)為T=70℃。
補正系數(shù)法
把冷端實際溫度TH乘上系數(shù)k，加到由EAB(T,TH)查分度表所得的溫度上，成為被測溫度T。
用公式表達(dá)即：T= T′+ k×TH
式中：T—為未知的被測溫度； T′—為參考端在室溫下熱電偶電勢與分度表上對應(yīng)的某個溫度；TH—室溫； k—為補正系數(shù)。
例：用鉑銠10-鉑熱電偶測溫，已知冷端溫度TH=35℃，這時熱電動勢為11.348mV.查S型熱電偶的分度表，得出與此相應(yīng)的溫度T′=1150℃。再從下表中查出，對應(yīng)于1150℃的補正系數(shù)k=0.53。于是，被測溫度
T=1150+0.53×35=1168.3(℃)
用這種辦法稍稍簡單一些，比計算修正法誤差可能大一點，但誤差不大于0.14%。
零點遷移法
應(yīng)用領(lǐng)域：如果冷端不是0℃，但十分穩(wěn)定(如恒溫車間或有空調(diào)的場所)。
實質(zhì)：在測量結(jié)果中人為地加一個恒定值，因為冷端溫度穩(wěn)定不變，電動勢EAB(TH,0)是常數(shù)，利用指示儀表上調(diào)整零點的辦法，加大某個適當(dāng)?shù)闹刀鴮崿F(xiàn)補償。
例：用動圈儀表配合熱電偶測溫時，如果把儀表的機(jī)械零點調(diào)到室溫TH的刻度上,在熱電動勢為零時，指針指示的溫度值并不是0℃而是TH。而熱電偶的冷端溫度已是TH,則只有當(dāng)熱端溫度T=TH時，才能使EAB(T,TH)=0，這樣，指示值就和熱端的實際溫度一致了。這種辦法非常簡便，而且一勞永逸，只要冷端溫度總保持在TH不變，指示值就永遠(yuǎn)正確。
補償器法
利用不平衡電橋產(chǎn)生熱電勢補償熱電偶因冷端溫度變化而引起熱電勢的變化值。
軟件處理法
對于計算機(jī)系統(tǒng)，不必全靠硬件進(jìn)行熱電偶冷端處理。例如冷端溫度恒定但不為0℃的情況，只需在采樣后加一個與冷端溫度對應(yīng)的常數(shù)即可。
對于T0經(jīng)常波動的情況，可利用熱敏電阻或其它傳感器把T0信號輸入計算機(jī)，按照運算公式設(shè)計一些程序，便能自動修正。后一種情況必須考慮輸入的采樣通道中除了熱電動勢之外還應(yīng)該有冷端溫度信號，如果多個熱電偶的冷端溫度不相同，還要分別采樣，若占用的通道數(shù)太多，宜利用補償導(dǎo)線把所有的冷端接到同一溫度處，只用一個冷端溫度傳感器和一個修正T0的輸入通道就可以了。冷端集中，對于提高多點巡檢的速度也很有利。
考慮因素
一旦建立了冷端補償方法，補償輸出電壓必須轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的溫度。一種簡單的方法既是使用NBS提供的查找表，用軟件實現(xiàn)查找表需要存儲器，但查找表對于連續(xù)的重復(fù)查詢提供了一種快速、精確的測量方案。將熱電偶電壓轉(zhuǎn)換成溫度值的另外兩種方案比查找表復(fù)雜一些，這兩種方法是：1) 利用多項式系數(shù)進(jìn)行線性逼近，2) 對熱電偶輸出信號進(jìn)行模擬線性化處理。
軟件線性逼近只是需要預(yù)先確定多項式系數(shù)，不需要存儲，因而是一種更通用的方案。缺點是需要較長時間解多階多項式，多項式階數(shù)越高，處理時間越長，特別是在溫度范圍較寬的情況下。多項式階數(shù)較高時，查找表相對提供了一種精度更高、更有效溫度測量方案。
出現(xiàn)軟件測試方案之前，模擬線性化常被用來將測量電壓轉(zhuǎn)換成溫度值(除了人工查找表檢索外)。這種基于硬件的方法利用模擬電路修正熱電偶響應(yīng)的非線性。其精度取決于修正逼近多項式的階數(shù)，在目前能夠測試熱電偶信號的萬用表中仍采用這種方法。
