擴孔鉆機床熱電偶元件的冷端補償分析新步驟

概述：5月11日-上海自動化儀表廠擴孔鉆機床熱電偶元件的冷端補償
?上自儀股份對?。簲U孔鉆機床熱電偶元件的冷端補償分析

根據(jù)式（2）可知， 擴孔鉆機床熱電偶元件必須經(jīng)過冷端溫度補償才能獲得被測介質(zhì)實際溫度對應(yīng)的熱電勢，根據(jù)此熱電勢才能計算出真實的溫度值。顯然，冷端溫度的精度會影響到擴孔鉆機床熱電偶元件的測量精度，若冷端溫度測量誤差較大，會造成熱電偶的測量溫度值誤差較大。冷端溫度補償目前常用的方法有3 種。
（1）直接測量冷端擴孔鉆機床熱電偶元件溫度法
        冷端溫度值直接采用溫度傳感器測量，測溫儀表一般采用擴孔鉆機床熱電偶元件測量冷端溫度， 然后利用式（2）獲得最終的實際溫度對應(yīng)的熱電勢，最后利用線性化處理方法，獲得實際溫度值。
（2）電橋補償法
        電橋補償法是利用擴孔鉆機床熱電偶元件不平衡電橋產(chǎn)生的電勢來補償熱電偶因冷端溫度不在0 ℃時引起的熱電勢變化值。使用補償電橋時，應(yīng)注意以下幾點：①不同分度號的熱電偶要配用與熱電偶同型號的補償電橋；
②補償電橋與擴孔鉆機床熱電偶元件、電源和測量儀表連接時，要接線正確，特別是電源正、負極不可反接；③不平衡電橋的輸出電壓隨直流電源的電壓而變，因此直流電源的電壓要恒定不變[5]。
（3）集成冷端補償?shù)?/span>擴孔鉆機床熱電偶元件芯片
        集成冷端補償?shù)男酒饕ň?/span>擴孔鉆機床熱電偶元件放大器和熱電偶AD 轉(zhuǎn)換器。
        例如AD8495 是一款集成冷端補償?shù)木?/span>擴孔鉆機床熱電偶元件放大器，內(nèi)部帶有固定增益放大器，以提供5 mV/℃輸出，該放大器具有高共模抑制性能，能夠抑制擴孔鉆機床熱電偶元件的長引線可能拾取的共模噪聲。針對K 型熱電偶作了預(yù)校準，只適合于擴孔鉆機床元件測量。
        MAX31855 是一款集成冷端補償?shù)腁D 轉(zhuǎn)換器，器件輸出14 位帶符號數(shù)據(jù)，SPI 接口，轉(zhuǎn)換器的溫度分辨率為0.25 ℃， 具有擴孔鉆機床熱電偶元件開路檢測功能，以及擴孔鉆機床熱電偶元件對GND 或VCC 短路檢測功能。每款芯片只針對某一類型的擴孔鉆機床熱電偶元件測量，其靈活性不夠。

4.2擴孔鉆機床熱電偶元件 的冷端補償優(yōu)化方法
        冷端補償采用電橋補償法實現(xiàn)， 其靈活性不夠， 不同熱電偶需要配與擴孔鉆機床熱電偶元件同型號的電橋，并且不平衡電橋的輸出電壓隨直流電源的電壓而變，因此直流電源的電壓要恒定不變，對直流電源的精度要求比較高，基于以上缺點，目前電橋補償法很少使用。
        集成冷端補償?shù)臒犭娕疾杉酒膬?yōu)點是集成冷端補償，芯片體積小，具有熱電偶開短路檢測功能，但是其轉(zhuǎn)換精度由芯片本身決定，只針對某一類型熱電偶作了冷端補償預(yù)校準，系統(tǒng)不能通過軟件來修改熱電偶采集類型。采用溫度傳感器采集冷端溫度作冷端補償，溫度傳感器可以選擇高精度、高可靠、低溫漂的傳感器，采集到的冷端溫度再轉(zhuǎn)換成某一類型熱電偶在該冷端溫度下的熱電勢，系統(tǒng)利用式（2）實現(xiàn)了冷端補償，并且系統(tǒng)可以通過程序設(shè)置測溫儀表采集某一類型的擴孔鉆機床熱電偶元件，因此，該種方法靈活性好、精度高，可以用于多種類型擴孔鉆機床熱電偶元件信號采集。

5 　結(jié)　果：
        綜上所述，熱電偶信號二次元件端采集精度主要取決于3 個方面的因素，包括擴孔鉆機床熱電偶元件信號采集電路，擴孔鉆機床熱電偶元件 信號的線性化以及擴孔鉆機床熱電偶元件的冷端補償。任何一個因素處理不當都會影響到熱電偶信號采集的精度， 本文通過以上3 個方面給出的優(yōu)化方法，可以極大地提高擴孔鉆機床熱電偶元件信號二次元件端的采集精度，從而提高擴孔鉆機床熱電偶元件的測溫精度。隨著集成電路的高速發(fā)展，集成冷端補償、高共模抑制能力、高精度、抗干擾能力強、可配置為多種類型擴孔鉆機床熱電偶元件測量的AD 轉(zhuǎn)換器以后會越來越得到廣泛的應(yīng)用。