CN207439562U - 一种应用在温度测量的热电偶冷端补偿电路 - Google Patents
一种应用在温度测量的热电偶冷端补偿电路 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种应用在温度测量的热电偶冷端补偿电路，包括温度测量仪表单元，其特征在于，还包括用于感知冷端温度的铜电阻Rcu及可调电阻Wb，电源一的负极接地，正极经由电阻R1连接铜电阻Rcu的一端，铜电阻Rcu的一端还连接温度测量仪表单元外接热电偶的负极，铜电阻Rcu的另一端连接可调电阻Wb的一端，可调电阻Wb的另一端接地，电源二的正极接地，负极经由串联的电阻R5及电阻R6连接可调电阻Wb的一端。本实用新型具有线路简单、成本低廉等特点，因此响应速度快，克服了固定冷端补偿器通用性差的缺点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种在采用热电偶的测温系统中，对测量仪表的电偶冷端进行补偿的电路。
背景技术
在目前温度测量应用中，有多种类型的变送器。热电偶因其可靠性，牢固性以及较快的响应速度得到广泛的使用。采用热电偶的测温系统，由于理论上热电偶是在冷端以0℃为标准进行测量的，而测量仪表普遍是在室温的环境中，所以必须在电偶的冷端采取措施用来补偿冷端温度变化对测量造成的误差。
目前冷端补偿的方法很多，最常见的就是电桥补偿法、半导体PN结补偿法、集成温度传感器补偿法和数字化软件补偿法。但现有的补偿方法存在以下问题：
数字化软件补偿虽然补偿精度高，补偿范围宽，但是需要电子开关频繁切换热电偶信号与冷端温度对应的电信号，再经过AD后供CPU计算，因此技术设计复杂，成本较高，也不适合冷端温度频繁变化的场所。集成温度传感器虽然线性度很好，但是补偿范围小，因为其一般需要安装在仪表电路板上，所测到的冷端温度受仪表内部温度影响较大，这个因素处理不好足可以产生2-4℃误差，加上集成芯片的封装外壳隔热原因，测量温度滞后，而PN结补偿虽然成本低，线路简单，但是精度不高，离散性较大。电桥补偿是利用不平衡电桥产生的电压来补偿热电偶冷端温度变化对测量的影响，主要特点是成本较低，线路简单，缺点是通用性差。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：避免了集成温度传感器补偿范围窄，不能应用于很多现场环境的缺点。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种应用在温度测量的热电偶冷端补偿电路，包括温度测量仪表单元，其特征在于，还包括用于感知冷端温度的铜电阻Rcu及可调电阻Wb，电源一的负极接地，正极经由电阻R1连接铜电阻Rcu的一端，铜电阻Rcu的一端还连接温度测量仪表单元外接热电偶的负极，铜电阻Rcu的另一端连接可调电阻Wb的一端，可调电阻Wb的另一端接地，电源二的正极接地，负极经由串联的电阻R5及电阻R6连接可调电阻Wb的一端。
优选地，所述温度测量仪表单元包括运算放大器U1，运算放大器U1的正相输入端通过电阻R2分别连接电阻Rd及仪表外接热电偶的正极，在运算放大器U1的反相输入端与输出端之间跨接并联的电容C21及电阻R4，同时，运算放大器U1的反相输入端经由电阻R3接地。
本实用新型利用电桥补偿法原理，设计了一种冷端补偿电路，该电路不同于典型电桥，具有线路简单、成本低廉等特点。该补偿电路避免了集成温度传感器补偿范围窄，不能应用于很多现场环境的缺点，可以广泛使用在-20℃～100℃的环境，也避免了数字化补偿成本较高，设计繁琐的问题，测量温度也比PN结补偿稳定精确。该补偿电路测温电阻采用绕线铜电阻，可以通过引出线安装在仪表壳外，所以避免了仪表壳内部温度过高的影响，因此响应速度快，通过调整电阻值还可以适合不同型号热电偶的冷端补偿需求，因此克服了固定冷端补偿器通用性差的缺点。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种应用在温度测量的热电偶冷端补偿电路的电路图。
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
如图1所示，本实用新型提供的一种应用在温度测量的热电偶冷端补偿电路包括可调电阻Wb，可调电阻Wb的一端接地，另一端分别连接铜电阻Rcu及电阻R5。铜电阻Rcu的另一端分别连接电阻R1及仪表外接热电偶的负极，电阻R1的另一端连接电源一E1的正极，电源一E1的负极接地。电阻R5的另一端连接电阻R6，电阻R6的另一端连接电源二E2负极，电源二E2正极接地。运算放大器U1的正相输入端通过电阻R2分别连接电阻Rd及仪表外接热电偶的正极。电阻Rd的另一端连接电源一E1的正极。运算放大器U1的反相输入端分别连接电阻R4、电容C21及接地电阻R3，电阻R4及电容C21的另一端共同连接运算放大器U1的输出端。
本实用新型采用绕线铜电阻，利用安装在仪表外部铜电阻Rcu感知冷端温度，然后由电源一E1通过电阻R1为铜电阻Rcu提供近似恒定的电流。这样铜电阻Rcu上的补偿电势与热电偶产生的电势同相叠加，就可以达到冷端补偿的目的。在冷端t为0℃时，铜电阻Rcu上的电压降等于I1Rcu，而电源二E2通过可调电阻Wb和电阻R5、电阻R6产生电流I2，I2与I1在可调电阻Wb上的电压降(I2-I1)Wb同I1Rcu大小相等，方向相反，所以能完全抵消，通过计算电阻R5和电阻R6采用不同的值就可以对不同型号的热电偶进行冷端补偿。
Claims (2)
1.一种应用在温度测量的热电偶冷端补偿电路，包括温度测量仪表单元，其特征在于，还包括用于感知冷端温度的铜电阻Rcu及可调电阻Wb，电源一(E1)的负极接地，正极经由电阻R1连接铜电阻Rcu的一端，铜电阻Rcu的一端还连接温度测量仪表单元外接热电偶的负极，铜电阻Rcu的另一端连接可调电阻Wb的一端，可调电阻Wb的另一端接地，电源二(E2)的正极接地，负极经由串联的电阻R5及电阻R6连接可调电阻Wb的一端。
2.如权利要求1所述的一种应用在温度测量的热电偶冷端补偿电路，其特征在于，所述温度测量仪表单元包括运算放大器U1，运算放大器U1的正相输入端通过电阻R2分别连接电阻Rd及仪表外接热电偶的正极，在运算放大器U1的反相输入端与输出端之间跨接并联的电容C21及电阻R4，同时，运算放大器U1的反相输入端经由电阻R3接地。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201721503013.6U CN207439562U (zh) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | 一种应用在温度测量的热电偶冷端补偿电路 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN207439562U true CN207439562U (zh) | 2018-06-01 |
Family
ID=62288913
Family Applications (1)
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| CN201721503013.6U Active CN207439562U (zh) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | 一种应用在温度测量的热电偶冷端补偿电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN207439562U (zh) |
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2017
- 2017-11-10 CN CN201721503013.6U patent/CN207439562U/zh active Active
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