上面這個(gè)圖，是熱電偶簡(jiǎn)單(典型)的應(yīng)用方式。

圖中：T1 - 測(cè)量端溫度

T2 - 接線盒溫度

T3 - 控制室溫度(物理上的冷端溫度)

T0 - 冷端補(bǔ)償電路的補(bǔ)償溫度點(diǎn)(理論上的冷端溫度)

從這個(gè)圖可以知道，測(cè)量所需的熱電偶溫差電勢(shì) E(T1,T0)，實(shí)際上是由三個(gè)電勢(shì)疊加構(gòu)成的：

E(T1,T2) - 熱電偶測(cè)溫元件產(chǎn)生的電勢(shì)

E(T2,T3) - 補(bǔ)償導(dǎo)線產(chǎn)生的電勢(shì)

E(T3,T0) - 冷端補(bǔ)償電路產(chǎn)生的電勢(shì)

這樣一理順，就可以輕松理解關(guān)于冷端補(bǔ)償?shù)膸讉€(gè)常見(jiàn)問(wèn)題：

1、補(bǔ)償導(dǎo)線補(bǔ)償?shù)氖菧y(cè)溫元件接線處溫度與控制室溫度之差;

2、補(bǔ)償電路補(bǔ)償?shù)氖强刂剖覝囟扰c需要固定的理論上的冷端溫度之差;

3、熱電偶及補(bǔ)償導(dǎo)線用反了的后果。例如：

當(dāng)熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接處的溫度高于控制室溫度時(shí)， 補(bǔ)償導(dǎo)線的補(bǔ)償電勢(shì)為正，應(yīng)該是熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)加上補(bǔ)償導(dǎo)線產(chǎn)生的補(bǔ)償電勢(shì)，接反了相當(dāng)于加上了一個(gè)負(fù)值會(huì)使指示偏低;

當(dāng)熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接處的溫度低于控制室溫度時(shí)， 補(bǔ)償導(dǎo)線的補(bǔ)償電勢(shì)為負(fù)，應(yīng)該是熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)減去補(bǔ)償導(dǎo)線產(chǎn)生的補(bǔ)償電勢(shì)，接反了相當(dāng)于減去了一個(gè)負(fù)值會(huì)使指示偏高;

當(dāng)熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接處的溫度等于控制室溫度時(shí)，補(bǔ)償導(dǎo)線的補(bǔ)償電勢(shì)為零，對(duì)測(cè)量不產(chǎn)生影響(也就是顯示室溫)。

熱電偶溫度變送器或卡件，都有溫度補(bǔ)償電路。其作用是根據(jù)熱電偶中間溫度定律-“熱電偶回路兩接點(diǎn)(溫度為T(mén)、T0)間的熱電勢(shì)，等于熱電偶在溫度為T(mén)、Tn時(shí)的熱電勢(shì)與在溫度為T(mén)n、T0時(shí)的熱電勢(shì)的代數(shù)和。Tn稱中間溫度”。在熱電偶冷端溫度產(chǎn)生一個(gè)溫度為T(mén)n、T0時(shí)的熱電勢(shì)。來(lái)對(duì)熱電偶冷端溫度的不確定進(jìn)行補(bǔ)償。它實(shí)質(zhì)上，就是能產(chǎn)生一個(gè)隨參考端環(huán)境溫度變化而變化的直流毫伏信號(hào)。把它串接在熱電偶測(cè)量回路中測(cè)溫時(shí)，就可以使參考端溫度得到自動(dòng)補(bǔ)償。

采用熱電偶冷端補(bǔ)償電路的根本原因，在于冷端溫度的不確定。雖然熱電偶的分度標(biāo)準(zhǔn)是以零度為基準(zhǔn)的;雖然通常以冷端為零度作為基準(zhǔn)來(lái)解釋溫度補(bǔ)償原理。但在實(shí)際上，如果冷端溫度可以固定下來(lái)，則只需計(jì)算出T(T,To)和T(T,Tn)之間的差值，在指示過(guò)程中人為制造一個(gè)相反的誤差，來(lái)抵消冷端溫度不為零會(huì)帶來(lái)誤差。就可以得到正確的測(cè)量值。

所以冷端補(bǔ)償電路在溫度補(bǔ)償中，不一定非要以零度作為基準(zhǔn)。同時(shí)，熱電偶的冷端補(bǔ)償電路往往有一個(gè)適應(yīng)范圍，超出這個(gè)范圍就無(wú)法滿足補(bǔ)償?shù)囊?。從適應(yīng)環(huán)境，降低成本，簡(jiǎn)化線路，減小體積 等多方面因素出發(fā)，選擇一個(gè)適合的，不為零的溫度點(diǎn)作為冷端補(bǔ)償電路的補(bǔ)償基準(zhǔn)，就成為一種常見(jiàn)的做法。這個(gè)冷端補(bǔ)償電路的補(bǔ)償基準(zhǔn)，稱為補(bǔ)償電路的補(bǔ)償溫度。每臺(tái)有冷端補(bǔ)償功能的儀表或卡件，都有這個(gè)指標(biāo)。(如果沒(méi)有標(biāo)出則默認(rèn)為0℃，常見(jiàn)于帶冷端補(bǔ)償?shù)臏囟戎甘緝x和溫度變送器)

補(bǔ)償溫度的意義在于：熱電偶的溫差電勢(shì)E(T,Tn)與補(bǔ)償電路的補(bǔ)償電勢(shì)E(TN,Tn)之和，等于熱電偶工作端與補(bǔ)償溫度之間的電勢(shì)E(T,TN)。

當(dāng)補(bǔ)償電路的補(bǔ)償溫度點(diǎn)TN≠0℃時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)補(bǔ)償溫度點(diǎn)TN=冷端基準(zhǔn)溫度T0=0℃時(shí)極少遇到的問(wèn)題。即環(huán)境Tn(熱電偶冷端)溫度低于補(bǔ)償溫度點(diǎn)TN。

對(duì)于測(cè)量需要的熱電勢(shì)，有：

E(T,T0)=E(T,Tn)+E(TN,Tn)+E(TN,T0)

式中：E(T,T0)以0℃為基準(zhǔn)的測(cè)量熱電勢(shì)

E(T,Tn)熱電偶工作端與室溫(冷端)之間的溫差電勢(shì)E(TN,Tn) 補(bǔ)償電路針對(duì)補(bǔ)償溫度和室溫(冷端)之間的溫差產(chǎn)生的補(bǔ)償電勢(shì)

E(TN,T0) 補(bǔ)償溫度和基準(zhǔn)溫度(0℃)之間的溫差電勢(shì)(實(shí)際應(yīng)用中有時(shí)不必以電勢(shì)的形式出現(xiàn)。例如，可以將后續(xù)電路或指示儀表的零點(diǎn)設(shè)置為T(mén)N。)

當(dāng) TN=T0 時(shí)，E(TN,T0)=0;E(TN,Tn)=E(Tn,T0)

這時(shí) E(T,T0)=E(T,Tn)+E(TN,Tn)+E(TN,T0)

=E(T,Tn)+E(Tn,T0)

當(dāng) TN≠T0，TN≤Tn 時(shí)，E(Tn,TN)+E(TN,T0)=E(Tn,T0)

這時(shí) E(T,T0)=E(T,Tn)+E(TN,Tn)+E(TN,T0)

=E(T,Tn)+E(Tn,T0)

當(dāng) TN≠T0，TN>Tn 時(shí)，E(TN,Tn) 是一個(gè)負(fù)值

這時(shí) E(T,T0)=E(T,Tn)+E(TN,Tn)+E(TN,T0)

=E(T,Tn)+[-E(TN,Tn)]+E(TN,T0)

=E(T,Tn)-E(TN,Tn)+E(TN,T0)

∵ E(TN,T0)-E(TN,Tn)=E(Tn,T0)

∴ E(T,T0)=E(T,Tn)+E(Tn,T0)

可見(jiàn)，無(wú)論補(bǔ)償溫度是否設(shè)置為0，對(duì)于整個(gè)熱電偶測(cè)量系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，結(jié)果是一樣的。

但是，補(bǔ)償溫度是否設(shè)置為0℃，對(duì)于熱電偶測(cè)量系統(tǒng)不同部分的應(yīng)用，會(huì)有所區(qū)別。下面是一些個(gè)人體會(huì)。大家可以討論補(bǔ)充。

冷端補(bǔ)償可以分為動(dòng)態(tài)補(bǔ)償 E(TN,Tn) 和 定值補(bǔ)償 E(TN,T0) 兩個(gè)部分。(這個(gè)名稱是我起的，僅為描述方便)顯然，如果動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和定值補(bǔ)償在同一設(shè)備中，或者雖然不在同一設(shè)備中但可以將兩項(xiàng)功能看做一體時(shí)，其外在表現(xiàn)就是補(bǔ)償溫度為0℃。除了分析電路外，在實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)論其工作過(guò)程是怎樣的，都應(yīng)看做補(bǔ)償溫度為0℃。動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和定值補(bǔ)償可以在不同設(shè)備或單元中實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于補(bǔ)償單元來(lái)說(shuō)，會(huì)將熱電偶的電勢(shì)信號(hào)從E(T,Tn)裁接成E(T,TN)。當(dāng)補(bǔ)償單元的輸入為0時(shí)，輸出為T(mén)N。這和補(bǔ)償溫度沒(méi)有關(guān)系。但對(duì)于習(xí)慣了補(bǔ)償溫度為0℃的人來(lái)說(shuō)，容易造成困惑。

對(duì)于補(bǔ)償單元之后的部分(如顯示儀)來(lái)說(shuō)，需要產(chǎn)生一個(gè)相當(dāng)于E(TN,T0)的信號(hào)。換句話說(shuō)，就是當(dāng)顯示儀輸入為0時(shí)(不帶補(bǔ)償器)，顯示儀應(yīng)當(dāng)指示TN。對(duì)于習(xí)慣了TN=T0=0℃的人來(lái)說(shuō)，容易產(chǎn)生疏忽。

將補(bǔ)償?shù)臏囟确秶闹悬c(diǎn)設(shè)置在冷端所處環(huán)境溫度變化中點(diǎn)，是一種提高器件性價(jià)比的方式。所以采用補(bǔ)償溫度不為0℃的補(bǔ)償單元，在設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)有自身的考慮。

例如把補(bǔ)償溫度設(shè)為常見(jiàn)的室內(nèi)平均環(huán)境溫度20℃;再如在密集安裝的熱電偶輸入卡件會(huì)采用30℃的補(bǔ)償溫度;一些現(xiàn)場(chǎng)安裝的補(bǔ)償單元甚至?xí)?0℃。

需要注意的是，在一些補(bǔ)償溫度明顯高于通常會(huì)產(chǎn)生的環(huán)境溫度的情況下，如密集安裝的熱電偶輸入卡件將補(bǔ)償溫度定為30℃。有很大可能熱電偶冷端所處的實(shí)際位置(卡件內(nèi)部)的溫度會(huì)高于環(huán)境溫度。如果拿控制室墻上的溫度計(jì)當(dāng)作冷端溫度往往會(huì)產(chǎn)生偏差。(個(gè)人經(jīng)驗(yàn)：這時(shí)候直接拿補(bǔ)償溫度作為冷端溫度，偏差不會(huì)太大。)

審核編輯：湯梓紅