消除热电偶温度测量中的不确定性的方法

　温度是测量zui频繁的物理参数，却只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。所以温度测量通常会导致高度不或无意义的数据。

      本应用笔记旨在澄清部分常见误解，并提供一些有趣和实用的电路解决方案。
　　
　　温度传感器技术
　　
　　目前zui常用的电子温度测量器件包括热电偶、电阻式温度检测器（RTD）、热敏电阻和集成电路温度传感器。这些器件各有相关应用优势和局限，如表1所述：
　　　　热电偶特性
　　
　　热电偶是使用zui广泛的仪器仪表温度传感器。因此，（美国）国家标准局（NBS）已经广泛表征各种金属组合，即J型（铁-康铜）、K型（镍铬-镍铝）、E型（镍铬-康铜）和T型（铜-康铜）。热电偶质量包括固有精度、宽温度范围、快速热响应、耐用性、低成本、可重复性和应用多功能性。除广泛使用外，热电偶也是误解zui多的温度传感器。冷结补偿、塞贝克系数、等温连接或模块等等术语已经搅得许多用户晕头转向。本应用笔记解释了这些术语，并提供信息来帮助读者、轻松地测量温度。
　　
　　热电偶环路
　　
　　两根异质金属导线两头相连便构成基本的热电偶环路（参见图1a）。此环路产生的电压与两结点间的温度差异成正比。由于热电偶基本上是差分温度测量器件，测量单一温度时需要得知结点之一（基准结点）的温度。热电偶使用者依赖各种技术来确定和补偿基准或“冷”结温度。
　　　　所有热电偶（如NBS表格所列）的电压输出以0℃为基准。这意味着仅在基准结点保持在0℃时热电偶两端的电压才对应于测量结点的温度。这可以用图1b所示的冰点单元和“冰池”来完成。不幸的是，这些方法笨拙、昂贵，仅在实验室环境可行。在量产环境中，将基准结点维持在0℃不切实际。
　　　　实际操作中，为了避免明显基准结点（如图1a所示），实施等效于基本热电偶环路的直接连接（参见图1c）。依据中间金属法则，只要连接具有相同温度，连接到热电偶两种不同金属的第三种金属（大多数情况为铜）对输出电压无任何影响。
　　　　在量产环境中，可对基准结点形成的电压进行冰点补偿。这可以借助向热电偶环路增加电压的电路来完成，电压等于基准结点电压但方向相反（参见图1d）。