数字温度显示调节仪的冷端温度补偿设计和分析

张贤

无锡市计量测试院 江苏无锡 214101

数字温度显示调节仪有广泛的应用，用于制造和生活的各个方面。目前，其中采用热电偶输入在数字温度显示调节仪中使用的频率较高，这也要求我们对数字温度显示仪做的更加精确。在理想情况下，数字温度显示调节仪的温度端保持在0°C。在各种理论研究中，我们认为各类热电偶的分度表中记录的值应以0℃为标准温度。

1 数字温度显示调节仪的冷端温度补偿定义及分类

冷端温度补偿即为了减少热电偶的热电势差的误差而进行的补偿措施。冷接温度补偿方法有冷端温度修正法、补偿线法、电桥补偿法和机械零法等，上述几种补偿常被用于热电偶和动态显示装置组件的温度测量系统，冷端温度的变动对环境的影响很大。内置自动电子电位计和温度计等温度发射器电路的冷端补偿电路，是内置数字温度显示调节仪的补偿方法。数字温度显示仪的原理与基本结构如下图所示[1-2]。

2 数字温度显示调节仪的冷端温度补偿方法

2.1 导线补偿方法

在实际的工业生产和生活需要中，指示器往往不能安装在测量对象的旁边，而是用其他导线延伸热电偶，使热电偶在较远的地方进行测量。当数字温度显示调节仪冷端温度高,数字温度显示调节仪冷端补偿可以使用扩展线,这条线应该处在一定温度范围内。

2.2 桥梁补偿法

选择合适的电桥，在电桥臂上设置与数字温度显示调节仪冷端相同的电阻。平衡的冷端温度是恒定的,这座电桥周围的温度变化,应该和桥臂电阻热电偶的冷端有相同的变化,如果桥两端的平衡被破坏了，就会由一端向另一端进行补偿。

2.3 软件处理方法

采用硬件处理数字温度显示调节仪冷端不方便的情况下，可以用计算机对冷端温度进行校正。例如，在冷端温度不是零而是确定的情况下，可以在样品后加一个常数。如果测量值经常变化，可以通过一些操作进行校正，提高精度。

3 数字温度显示调节仪的冷端温度补偿设计的特点

现有的数字温度显示调节仪进行测量的结果直接由9～12位的二进制数字信号输出,可以转换成模拟信号输出检验输出是否正确。电脑的直接识别不仅是有利的,而且它信息的传播方式和装置也很简单,省去了很多不必要的装置[3]。

数字温度显示调节仪的特定使用应遵循一定的程序和操作规则，主机控制温度转换必须有一定的程序和方法。首先是对数字温度显示调节仪进行复位，这是读取和写入初始条件，只有在复位成功之后，ram才能发送命令。

数字温度传感器输出数字量反映了数字温度显示调节仪的冷端温度补偿效果,利用单片机芯片读取数据读取记忆单元，之后将两端的热电偶输出放大并过滤。根据温度的公式计算应由a/d转换器输入并控制的热电偶的冷端温度的实际输出热电电势EAB(t)。此外，数字温度显示调节仪无需连接其他电路，使用方便，可进行温度检测和a/d转换，转换时间短，耗电量低，可满足各种领域的温度测量要求。

4 数字温度显示调节仪的冷端温度补偿设计分析

如何更准确、更科学地测量温度，关系到很多生产过程和生产过程的重要因素，对生产效果有着很大的影响。在很多制造工序中，实测温度的精度至少要求在0.5℃以上。这些新要求对传统的冷端补偿方法提出了严峻的挑战，不能满足实际需求。因此，在现有数字温度显示调节仪的基础上开发的新型数字温度显示调节仪具有体积更小、结果更准确、传输距离更长的应用价值。

该数字温度显示调节仪不仅解决了热电偶的高精度冷端补偿，而且结果更加可靠，可以直接进行计算机输出。这些优点和特点给使用单位带来了很大的收益。随着技术的不断进步和发展，数字温度显示仪的冷端温度补偿设计也不断得到完善，未来将会有很大的发展前景[4-5]。

5 数字温度显示调节仪的冷端温度补偿设计分析启示

随着科学技术的进步，人们越来越重视数字温度显示调节仪的精度。数字温度显示调节仪在生活中有广泛的应用。利用中间温度定律，数字温度显示调节仪的冷却端不需要达到摄氏0度，就可以得到实测值。根据中间导体定律，可以从数字温度显示调节仪的冷端温度第三导体进行测量，因此可以节省贵金属的使用，对以后的发展会有很好的积极意义。