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　　溫度測(cè)量應(yīng)用中有多種類型的傳感器，熱電偶是zui常用的一種，可廣泛用于汽車、家庭等。與電阻式溫度檢測(cè)器（RTD）、熱電調(diào)節(jié)器、溫度檢測(cè)集成電路（IC）相比，熱電偶能夠檢測(cè)更寬的溫度范圍，具有較高的性價(jià)比。另外，熱電偶的魯棒性、可靠性和快速響應(yīng)時(shí)間使其成為各種工作環(huán)境下的。當(dāng)然，熱電偶在溫度測(cè)量中也存在一些缺陷，例如線性特性較差。除此之外，RTD和溫度傳感器IC可以提供更高的靈敏度和精度，可以很理想地用于測(cè)量系統(tǒng)。熱電偶信號(hào)電平很低，常常需要放大或高分辨率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行處理。如果排除上述問題，熱電偶的低價(jià)位、易使用、寬溫度范圍可以使其得到廣泛使用。
　　
　　熱電偶與冷結(jié)點(diǎn)補(bǔ)償
　　
　　熱電偶是差分溫度測(cè)量器件，由兩段不同的金屬線構(gòu)成，一段用作正結(jié)點(diǎn)，另一段用作負(fù)結(jié)點(diǎn)。表1列出了四種zui常用的熱電偶類型、所用金屬以及對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)量范圍。熱電偶的兩種不同金屬線焊接在一起后形成兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，如圖1a所示，環(huán)路電壓是兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫差的函數(shù)。這利用了Seebeck效應(yīng)，通常描述為熱能轉(zhuǎn)換為電能的過程。Seebeck效應(yīng)與Peltier效應(yīng)相反，Peltier效應(yīng)為電能轉(zhuǎn)換成熱能的過程，典型應(yīng)用有熱電致冷器。如圖1a所示，測(cè)量電壓VOUT是檢測(cè)結(jié)點(diǎn)（熱結(jié)點(diǎn)）結(jié)電壓與參考結(jié)點(diǎn)（冷結(jié)點(diǎn)）結(jié)電壓之差。因?yàn)閂H和VC是由兩個(gè)結(jié)的溫度差產(chǎn)生的，VOUT也是溫差的函數(shù)。比例因數(shù)α對(duì)應(yīng)于電壓差與溫差之比，稱為Seebeck系數(shù)。
　　
　　圖1b所示是一種zui常見的熱電偶應(yīng)用。該配置中引入了第三種金屬（中間金屬）和兩個(gè)額外的結(jié)點(diǎn)。本例中，每個(gè)開路結(jié)點(diǎn)與銅線電氣連接，這些連線為系統(tǒng)增加了兩個(gè)額外結(jié)點(diǎn)，只要這兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度相同，中間金屬（銅）不會(huì)影響輸出電壓。這種配置允許熱電偶在沒有獨(dú)立參考結(jié)點(diǎn)的條件下使用。VOUT仍然是熱結(jié)點(diǎn)與冷結(jié)點(diǎn)溫差的函數(shù)，與Seebeck系數(shù)有關(guān)。然而，由于熱電偶測(cè)量的是溫度差，為了確定熱結(jié)點(diǎn)的實(shí)際溫度，冷結(jié)點(diǎn)溫度必須是已知的。冷結(jié)點(diǎn)溫度為0℃（冰點(diǎn)）時(shí)是一種zui簡(jiǎn)單的情況，如果TC=0℃，則VOUT=VH。這種情況下，熱結(jié)點(diǎn)測(cè)量電壓是結(jié)點(diǎn)溫度的直接轉(zhuǎn)換值。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）提供了各種類型熱電偶的電壓特征數(shù)據(jù)與溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系的查找表，所有數(shù)據(jù)均基于0℃冷結(jié)點(diǎn)溫度。利用冰點(diǎn)作為參考點(diǎn)，通過查找適當(dāng)表格中的VH可以確定熱結(jié)點(diǎn)溫度。
　　
　　在熱電偶應(yīng)用初期，冰點(diǎn)被當(dāng)作熱電偶的標(biāo)準(zhǔn)參考點(diǎn)，但在大多數(shù)應(yīng)用中獲得一個(gè)冰點(diǎn)參考溫度不太現(xiàn)實(shí)。如果冷結(jié)點(diǎn)溫度不是0℃，那么，為了確定實(shí)際熱結(jié)點(diǎn)溫度必須已知冷結(jié)點(diǎn)溫度?？紤]到非零冷結(jié)點(diǎn)溫度的電壓，必須對(duì)熱電偶輸出電壓進(jìn)行補(bǔ)償，即所謂的冷結(jié)點(diǎn)補(bǔ)償。
　　
　　選擇冷結(jié)點(diǎn)結(jié)溫測(cè)量器件
　　
　　為了實(shí)現(xiàn)冷結(jié)點(diǎn)補(bǔ)償，必須確定冷結(jié)點(diǎn)溫度，這可以通過任何類型的溫度檢測(cè)器件實(shí)現(xiàn)。在通用的溫度傳感器IC、熱電調(diào)節(jié)器和RTD中，不同類型的器件具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行選擇。對(duì)于精度要求非常高的應(yīng)用，經(jīng)過校準(zhǔn)的鉑RTD能夠在很寬的溫度范圍內(nèi)保持較高精度，但其成本很高。精度要求不是很高時(shí)，采用熱敏電阻和硅溫度傳感器IC能夠提供較高的性價(jià)比，熱敏電阻比硅IC具有更寬的測(cè)溫范圍，而溫度傳感器IC具有更高的線性度，因而性能指標(biāo)更好一些。修正熱敏電阻的非線性會(huì)占用較多的微控制器資源。溫度感應(yīng)IC具有出色的線性度，但測(cè)溫范圍很窄。
　　
　　因此，必須根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需求選擇冷結(jié)點(diǎn)溫度測(cè)量器件，需要仔細(xì)考慮精度、溫度范圍、成本和線性指標(biāo)，以便得到*的性價(jià)比。
　　
　　查找表方法
　　
　　一旦你建立了一種冷結(jié)點(diǎn)補(bǔ)償?shù)姆椒?，補(bǔ)償輸出電壓必須轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的溫度，一種簡(jiǎn)單的方法是采用來自NBS的查找表。用軟件實(shí)現(xiàn)查找表需要存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)，但是在需要連續(xù)不斷地進(jìn)行測(cè)試時(shí)，這些表提供了一種快速和準(zhǔn)確的解決方案。兩種用于將熱偶電壓轉(zhuǎn)換成溫度的其他方法需要不僅僅是查找表，這兩種方法是：使用多項(xiàng)式系數(shù)的線性近似值和熱電偶輸出信號(hào)的模擬線性化。
　　
　　軟件線性值很流行，這是因?yàn)槌祟A(yù)先定義了的多項(xiàng)式系數(shù)以外，不需要存儲(chǔ)。這種方法的缺點(diǎn)是與多階多項(xiàng)式（multiple-orderpolynomial）相關(guān)的處理時(shí)間問題。對(duì)于更多階的多項(xiàng)式，處理時(shí)間進(jìn)一步增加。對(duì)于需要多次多項(xiàng)式的溫度測(cè)量應(yīng)用來說，查找表可能比線性近似值方法更有效且更準(zhǔn)確。
　　
　　在軟件用來實(shí)現(xiàn)測(cè)量電壓到溫度（除了手動(dòng)搜索查找表以外）的轉(zhuǎn)換之前，人們通常采用模擬線性化方法。這種基于硬件的方法使用模擬電路來修正熱偶響應(yīng)的非線性。其準(zhǔn)確性決定于采用近似修正的階數(shù)。這種方法依然廣泛應(yīng)用在那些接收熱偶信號(hào)的萬用表中。