[其他]PN結(jié)熱電偶溫度補(bǔ)償器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 88204473
• 申請日: 1988-04-14
• 公開（公告）號: CN88204473U
• 公開（公告）日: 1988-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伍紹鎮(zhèn);伍啟宏
• 申請（專利權(quán)）人: 臺山縣大江鎮(zhèn)半球電器廠
• 主分類號: G01K1/20
• 分類號: G01K1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實(shí)用新型涉及一種改進(jìn)的溫度測量裝置。

現(xiàn)有的熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)如附圖1所示，圖中，R1、R2、R3是溫度系數(shù)很少的錳銅電阻，Rcu是溫度系數(shù)較大的銅電阻。R1、R2、R3、Rcu組成一個不平衡電橋，在電橋的A、B端加上電源，電橋的C、D端輸出電壓。由于Rcu具有正溫度系數(shù)。因此當(dāng)外界溫度升降時，u_CD也作相應(yīng)的升或降，u_CD與熱電偶串聯(lián)后送到儀表，這樣就實(shí)現(xiàn)了溫度補(bǔ)償。這種電路對橋路各電阻的要求很高，一是材質(zhì)必須純，并且對電阻的精度要求極高。例如XWC型電子電位差計(jì)的測量電路要求其Rcu的值為：EA2型，8.92±0.02Ω；EV2型5.33±0.02Ω； 由此可知其制造工藝之不便，而且成本也大大提高。此外，由于該電路中純銅的電阻值很低，因此其體積當(dāng)然較大，隨之其熱容量也較大，響應(yīng)速度便大大降低。

本實(shí)用新型提供了一種優(yōu)化的熱電偶冷端溫度補(bǔ)償器。其補(bǔ)償電路中用感溫元件PN結(jié)代替了通常的銅電阻。

下面結(jié)合附圖2（本實(shí)用新型的溫度補(bǔ)償電路圖）對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述：

圖中，R1是為斷偶報(bào)警而設(shè)的，其阻值無特殊要求，一般取2Ω以上，誤差允許±50％。R2、R3為限流電阻，R4、R5組成分壓電路，當(dāng)外界溫度變件時，PN結(jié)上的正向電壓降大約有－2.4mv／C的變化，這個變化經(jīng)R4、R5分壓后獲得與熱電偶相應(yīng)的分度值，然后送到儀表的運(yùn)算放大器的反相輸入端，而熱電偶則接入同相輸入端，這樣就實(shí)現(xiàn)了熱電偶冷端的溫度補(bǔ)償，圖中電位器W是用來調(diào)整運(yùn)算放大器輸出零點(diǎn)的。R2、R3的取值無嚴(yán)格要求，只要能達(dá)到限流的目的。

從上述分析可知，一旦調(diào)定電位器使運(yùn)放輸出為零時，運(yùn)算放大器輸出隨溫度的變化就取決于PN結(jié)的溫度特性，由于PN結(jié)在－50～150℃范圍內(nèi)具有良好的線性，因此補(bǔ)償性能良好。如果由于PN結(jié)的溫度特性不一致而引入誤差，可在R5處串一小微調(diào)電阻修正。R2、R3、R4、R5可采用普遍金屬膜電阻。

綜上所述、本技術(shù)的關(guān)鍵是用半導(dǎo)體PN結(jié)代替了原來的銅電阻，而且對其他電阻的精度要求也相應(yīng)降低，成本大幅度下降，并免去工藝上的麻煩。

特別要指出的是，采用了PN結(jié)對熱電偶冷端進(jìn)行溫度補(bǔ)償后，對儀表選用的運(yùn)算放大器的要求大大降低，其溫度漂移可以納入二極管補(bǔ)償一并處理，從而又進(jìn)一步降低了成本。此外，本實(shí)用新型在實(shí)施時還應(yīng)注意如下問題：

①PN結(jié)的裝配位置應(yīng)盡量接近熱電偶的冷端接頭，否則會因兩者之間空間的溫度梯度而引入誤差。

②如果采用兩個PN結(jié)串聯(lián)時，其原理不變，但裝配時應(yīng)注意它們之間應(yīng)盡量最近。