不同的溫度傳感自有其優(yōu)缺點(diǎn)，一般來說，熱電偶是一種相對廉價的范圍廣泛的溫度傳感。它的小尺寸、極快速度以及其較低的輸出阻抗是相對具有優(yōu)勢的特性，而且它能夠測量極端溫度，這是很多溫度傳感的測量范圍不能覆蓋的。響應(yīng)快是因?yàn)闊犭娕嫉臒崛萘亢艿停绕湓诟袘?yīng)接合點(diǎn)裸露時，熱電偶可在數(shù)百毫秒內(nèi)對溫度變化做出響應(yīng)。同時熱電偶固有的電壓輸出也消除了對激勵電源的需要，這也大大降低了器件本身的自發(fā)熱。

另一方面，熱電偶的相比其他溫度傳感的劣勢也不少，低電平輸出、靈敏度差和非線性是大家選擇熱電偶時會額外關(guān)注的幾點(diǎn)。低電平輸出意味著需要穩(wěn)定的信號調(diào)節(jié)組件，否則整個測溫系統(tǒng)的精度難以達(dá)到預(yù)期。熱電偶系統(tǒng)中組件的連接必須要非常小心，意外的熱電偶效應(yīng)（例如，焊料和銅產(chǎn)生3μV/℃熱電偶）會使整個“端到端”系統(tǒng)的精確度很難達(dá)到理想的標(biāo)準(zhǔn)精度。

即便信號調(diào)節(jié)得很好，沒有引入額外的誤差，由于熱電偶本身的金屬特性，內(nèi)部的不精確性也是無法消除的。一般來說，熱電偶測量精度只能達(dá)到參考接合點(diǎn)溫度的測量精度，也就是1℃到2℃左右。而且當(dāng)熱電偶測量毫伏級信號變化時，也很容易受到雜散電場和磁場產(chǎn)生的噪聲影響。

熱電偶的冷端補(bǔ)償

冷端補(bǔ)償，談及熱電偶時不可能繞開的一點(diǎn)，熱電偶想要達(dá)到理想的精度就必須采用冷端補(bǔ)償為其提供誤差修正。只有知道準(zhǔn)確測得冷端溫度，才能測量出熱電偶測量端溫度并提高標(biāo)裝置的準(zhǔn)確度。

使用恒溫法做冷端補(bǔ)償雖然足夠精確，但只適合實(shí)驗(yàn)室測量，在大多數(shù)實(shí)際應(yīng)用中將熱電偶的參考接合點(diǎn)放置在冰浴中這種操作多少有點(diǎn)不切實(shí)際。因此在實(shí)際應(yīng)用中大多會選擇冷接合點(diǎn)補(bǔ)償技術(shù)來做冷端補(bǔ)償。這種方法需要一個額外的溫度傳感器來測量參考點(diǎn)溫度，通常會選擇RTD、NTC或者集成的溫度獨(dú)立IC。不同的傳感器選擇都會有所限制，比如使用RTD測量會很精準(zhǔn)但在尺寸和成本上偏高，使用NTC響應(yīng)非常快但是容易漂移。

還可以使用控制冷卻補(bǔ)償器的辦法來以電子模擬冰浴，冷結(jié)補(bǔ)償器電路并不保持一個穩(wěn)定的溫度，而是跟蹤冷結(jié)。這種跟蹤與保持冷結(jié)恒溫具有相同的效果，但實(shí)現(xiàn)起來更簡單，它在預(yù)期的冷結(jié)溫度范圍內(nèi)可以以斜率表示熱電偶的輸出。

這種冷結(jié)補(bǔ)償器IC需要有較低的供電電流來將自加熱最小化，確保自身可以與冷結(jié)處于等溫下運(yùn)行。冷結(jié)補(bǔ)償器內(nèi)特殊的曲率校正電路用于匹配所有熱電偶輸出中出現(xiàn)的“彎曲部分”，從而在較寬的溫度范圍內(nèi)保持準(zhǔn)確的冷結(jié)點(diǎn)補(bǔ)償。

審核編輯黃昊