热电偶

热电偶是把两种不同材质的导体A和B焊接起来,如图4,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。

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，从而实现温度的 测量。

Pt100通常分为两线制，三线制和四线制三种。

一般短距离选用二线制接法，中距离选用三线制接法，要求精度高、近距离选用四线制接法。三线制比两线制的好处是可以补偿线路电阻的偏差，和抗干扰不是一个概念。三种各自的优缺点有许多说法，不一而足  二线制不能消除导线电阻的影响。四线制可以消除导线电阻的影响。四线制的PT100有两根线是用于测量的,另两根是用于补偿的,四线制的PT100有两根线（热电阻两端各一根）是提供电流的，另两根是采集电压的。具体用哪种电路应该根据系统要求决定，如果精度要求一般，采用三线是经济、稳定、实用的选择。

热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。利用热电阻测温，将温度变化转换为导体或半导体的阻值R的变化。显示仪表接受的是电压或电流信号，因此常采用电桥来测量Rt阻值的变化，并转化为电压输出。

　　电桥电源E为稳压电源，否则将引起测量误差。由于电桥有电源流过，连接导线和热电阻均会发热而引起附加温度误差，在设计和使用中要求这种误差不超过0.2％。通常当流过热电阻6mA电流时，因发热会产生的误差约0．1℃，一般选择流过热电阻的电流为3mA。

　　在实际应用中，由于热电阻温度变送器安装在现场，带有电桥的仪表如热电阻温度变送器、显示仪表或其他类型的信号转换器常安装于控制室，将热电阻引入电桥的连接导线需要经过现场到控制室之间较长的距离，连接导线的阻值R·将随温度而变化，热电阻的连接导线均接人热电阻R。所在桥臂，则当环境温度变化时，连接导线电阻值变化与热电阻阻值变化相叠加，从而给仪表带来较大的温度附加误差。工业上常采用三线制接法，从热电阻接线盒处引出三根线，使导线电阻分别加在电桥相邻的两个桥臂Ac和AD上以及供电线路上。Rt变化对桥路电压的影响较小；因R1变化，使得R．和R2同时等量变化，可以互相抵消一部分，从而减小因导线电阻变化对仪表读数的影响。虽然这种补偿是不完全的，连接导线的温度附加误差依然存在，不过采用三线制接法，在环境温度为o～50℃内使用时，能满足工程要求（温度附加误差可控制在0.5％以内）。

   热电偶变送器电路和热电阻变送器相似，主要区别为冷端补偿和线性化电路。冷端补偿电跻相对比较简单，而线性化电路则比较复杂，下面只对线性化电路进行分析。

   电偶线性化的方法是根据热电偶自身电压与温度的作线性关系，将运放输人电压与输出电流拟合成若干分段直线，且逼近热电偶自身的电压和温度非线性关系，此时输出电流与温度为近似线性关系。线性调整的是分段改变运放的放大倍数，使其成为分段直线。具体做法是使二极管补偿电阻组成的折线并联支路在输人信号的不同位置相续起作用。

   根据热电阻和热电偶变送器电路的分析结果，可制作相应的辅助软件，简化传感器类型和测温范围变化时需对电路相关参数进行调整的过程软件中可利用分析公式，计算出各输出值，然后通过逐步改变相关电路参数如线性化调整电阻、放大倍数调整电阻和调零、调满电阻等，使输出电流I、满足4-20mA的线性输出，实现不同测量条件卜，迅速确定电路参数的功能。