熱電偶溫度變送器工作原理

　　熱電偶溫度變送器要求變送器的輸出電壓信號與相應(yīng)的變送器輸入的溫度信號成線性關(guān)系。但一般熱電偶輸出的毫伏值與所代表的溫度之間是非線性的，如圖2-22所示。各種熱電偶的非線性也是不- -樣的，而且同一種熱電偶在不同的測量范圍其非線性程度亦不相同。例如鉑銠-銷熱電偶的特性曲線是凹向上的，而鎳鉻-鎳鋁熱電偶特性曲線開始是凹向上的，溫度升高時又變?yōu)榘枷蛳鲁蔛形。

　　熱電偶是非線性的，而溫度變送器放大回路是線性的，若將熱電偶的熱電勢直接接到變送器的放大回路，則溫度T與變送器的輸出電壓U。之間的關(guān)系是非線性的。因此為了使溫度變送器的輸入溫度T與輸出電壓U。保持線性關(guān)系，則變送器的放大回路特性不能是線性的。假設(shè)熱電偶的特性是凹向上的，若要使T與U。的關(guān)系呈線性變化，則變送器放大回路的特性曲線必須是凹向下的。

　　熱電偶溫度變送器是由熱電偶輸人回路和放大回路兩部分組成的。因此為了得到線性關(guān)系，必須使放大回路具有非線性特性。放大器非線性特性一般是使反饋回路非線性來達(dá)到的。圖2-23為熱電偶輸入溫度變送器框圖。圖中： W1（S）為 熱電偶的傳遞函數(shù); Wq （S）為放大回路反饋電路的傳遞函數(shù)。

　　則溫度變送器的傳遞函數(shù)為：

　　式中

　　W2（S）-一放大回路的傳遞函數(shù)。

　　由于變送器放大回路放大器的放大系數(shù)K很大，故放大回路的傳遞函數(shù)w2（S）可以認(rèn)為等于反饋電路的傳遞函數(shù)的倒數(shù)，即

　　則熱電偶輸入溫度變送器的傳遞函數(shù)為

　　由上式可知，欲使熱電偶輸人的溫度變送器保持線性，就要使反饋電路的特性曲線與熱電偶的特性曲線相同，亦即變送器放大回路的反饋電路輸入與輸出特性要模擬成熱電偶的非線性特性關(guān)系，如圖2-24所示。

　　按圖2-24原理實現(xiàn)的溫度變送器即可使變送器輸出電壓Us與輸入溫度信號T呈線性關(guān)系。

　　由上可知，熱電偶溫度變送器的關(guān)鍵技術(shù)是如何使放大回路的反饋電路具有熱電偶的非線性特性。熱電偶溫度變送器的結(jié)構(gòu)框圖如圖2-25所示。

　　熱電偶溫度變送器主要特點

　　結(jié)構(gòu)簡單：無任何可動或彈性元件，因此可靠性極高，維護(hù)量極少。

　　安裝方便：內(nèi)裝式結(jié)構(gòu)尤其顯示出這一特點，無需任何專用工具。

　　調(diào)整方便：零位、量程兩個電位器可在溫度檢測有效范圍內(nèi)任意進(jìn)行零點遷移或量程的改變，兩個調(diào)整互不影響。

　　用途廣泛；適用于高溫高壓、強腐蝕等介質(zhì)的液位測量。