溫度測量誤差的幾種來源特定于熱電偶

由于熱電偶既堅固又相對便宜，因此它們已成為最廣泛使用的溫度傳感器。它們基于熱電效應或塞貝克效應（以物理學家托馬斯·塞貝克（Thomas Seebeck）命名）。當由異種金屬制成的兩根導線連接在一起時，會產生電壓。產生的電壓水平是溫度的函數。隨著溫度變化，電壓也會變化，因此熱電偶的電壓輸出等于溫度讀數。

熱電偶輸出的線性度取決于熱電偶的類型和溫度范圍。盡管熱電偶可以覆蓋很寬的溫度范圍（某些溫度高達2300°C），但它們產生的輸出電壓卻很小，因此與它們一起使用的儀器必須提供足夠的分辨率以分辨出小的電壓變化。

溫度測量誤差的幾種來源特定于熱電偶：

未配置或未補償CJC（冷端補償）-熱電偶測量熱端（用于實際測量）與冷端或參考端（在儀器上）之間的溫度差。如果不知道冷端的溫度或無法對冷端的溫度進行補償（通過冷端補償），則溫度讀數將不準確。

使用從熱電偶連接到測量儀器的銅線-熱電偶與儀器之間的連接應使用與熱電偶相同的電線。從理論上講，可以使用銅線，但這需要控制所有線的溫度，這通常是不切實際的。

電壓測量儀器對熱電偶的測量不夠靈敏或不夠精確-熱電偶的輸出僅為微伏，因此請確保選擇具有足夠分辨率的儀器以準確測量微伏。幸運的是，許多現代數字萬用表（DMM）提供了內置功能，使其特別適合于熱電偶溫度測量。例如，吉時利的3706A型系統開關/萬用表支持J，K，N，T，E，R，S和B熱電偶類型。根據您選擇的熱電偶類型，本儀器允許您以0.001°C（J型）至0.1°C（B型）的分辨率測量-200°C至1820°C的溫度。

當熱電偶直接連接到DMM的輸入時，這些連接中的至少一個將是由兩種不同金屬組成的結，引入熱電電壓，該熱電電壓將被代數加到熱電偶電壓上，從而產生錯誤的溫度測量結果。為了消除這種不必要的熱電電壓的影響（必須進行不同的導線連接），熱電偶電路需要一個參考結，該參考結必須保持在穩定的已知溫度下。

例如，只要知道該參考（冷）結的溫度，數字萬用表就可以將參考溫度作為因素來計算熱電偶的實際溫度讀數。盡管用作NIST電壓-溫度轉換表的基本參考的標準參考溫度是冰點（0°C），但也可以使用其他已知溫度。例如，某些DMM可以通過使用熱敏電阻或四線RTD測量冷結來獲取冷結溫度，或者用戶可以輸入已知的溫度值。

使用冰點參考的模擬參考結點。

最精確的熱電偶測量是通過使用冰點參考的模擬參考結實現的（圖1）。將銅線到熱電偶線的連接浸入（但電隔離）在冰浴中，用戶將0°C的模擬參考溫度輸入到儀器中。

長距離的熱電偶線可能會具有相當大的電容，這在DMM的輸入端可以看到。如果熱電偶電路中出現間歇性斷開，則此電容會產生錯誤的刻度讀數。為避免這些錯誤，請尋找一種提供熱電偶開路檢測電路的儀器。

編輯：hfy