主题：【原创】热电偶应用指南(2)

以下图表显示的是在不同温度时热电偶输出的电压值。注意白金热电偶的输出电压较小，这就正好说明了为什么它们不能被用于高温测量。





使用说明与注意事项
Precautions and Considerations for Using Thermocouples
产生热电偶大部分的测量问题与误差的原因主要是使用者不能正确使用热电偶。以下列表显示的是必须清楚的普遍问题以及易犯的错误连接问题。大部分的测量误差都是由于误加热电偶结点产生的。请记住，所有不同金属的连接都会产生一个结点。如果你需要延长热电偶的导线，你必须使用型号匹配的热电偶延长导线（如K型热电偶需K型延长线）使用其他类型的导线会产生一个额外的热电偶结点。所有的连接线都必须采用类型相符的材料以及在连接时极性配对必须正确。
导线电阻 为了减少热量的分流以及减小相应时间，热电偶由两条细小的导体组成（对于白金热电偶来说，成本也是需要考虑的一方面）这使得热电偶能够具有一个较高的电阻值，进而使得热电偶对噪声具有较高的灵敏度，同时这样也会因为测量设备的输入阻抗而产生误差。典型的热电偶32AWG导线（直径0.25mm）具有15欧姆/米的电阻。Pico TC-08具有2 MΩ电阻，所以对于上述类型的热电偶导线，12米会产生少于0.01%的误差。如果需要细的导体和长的引线，可以在保持热电偶导体较短的情况下采用热电偶延长导线来实现热电偶与测量设备的连接。这样可以在使用前不用去测量热电偶的电阻。
标定等级 一个随机都有可能改变热电偶结构的过程。这种情况产生的原因是空气颗粒扩散到了金属的测量端。另外一种原因是一些绝缘层的杂质或者是化学物质扩散到热电偶的导线上。如果测量的是高温，那么必须详细检查探头的绝缘层情况。
噪声 热电偶的输出信号是非常小的，所以很容易受到电信号噪声的干扰。大部分的测量设备（如TC-08）不会受到共模干扰（在两条导线上具有相同的信号），所以噪声可以通过把两条导线连接在一起，使得它们都同时得到相同的噪声信号这种方法来减小。
另外，TC-08集成了一个ADC模块，使得残留的噪声信号得到平衡。如果是工作在一个有非常大噪声的环境中，（例如在一个大的发电机旁）你可以采用具有屏蔽功能的延长如果必须首先考虑噪声的影响，可以关闭所有可能产生设备，然后观察读数是否改变。   
公模电压 虽然热电偶信号非常的小，更大的电压信号总是会存在于测量设备的输入端。这样的大电压会通过感应电压（在测量电机线圈与变压器温度是所产生的问题）或者是接地点产生。    一个由接地点产生大电压的例子是用一个带有绝缘层的热电偶去测量热水管的温度。如果接地不良，那么就会在水管和测量设备的地端产生电压。这些信号同样是共模干扰信号（热电偶的两条导线情况是一样的），但大部分设备的这些信号不会太大，所以不会产生什么问题。  例如，TC-08具有一个共模输入范围：-4V到4V。如果共模电压超出了这个范围，那么就会产生测量误差。减少共模电压的办法是采用相同的布线预防噪声信号，或者是采用带绝缘层的热电偶。
所有的热电偶都有一些传质。加热这些传质需要热量，这样会影响到你的温度测量。以测量实验试管内液体温度为例：这里存在两个问题。第一个问题是热量会在热电偶的导线上传导并且会散发到空气中，这样会减低导线周围的液体温度。如果热电偶没有充分的与液体接触，也会产生同样的问题。在以上的例子里，具有细导线的热电偶会较好，因为液体与空气接触边界上，热电偶导线有一个较大的温度梯度。如果采用细导线的热电偶，就必须考虑导线的电阻。采用较粗的延长线与细导线热电偶相连接的方法能较好的解决上述矛盾。
Pico热电偶测量产品 
Pico Products for Measuring Thermocouples
TC-08热电偶数据记录仪是一款能够使用热电偶进行温度测量以及记录的Pico产品。8个热电偶的TC-08以及20个热电偶的TC-08系列都可以与PC机相连接。TC-08可以采用USB接口或RS232接口。