热电偶温度变送器工作原理

　　热电偶温度变送器工作原理

　　热电偶温度变送器要求变送器的输出电压信号与相应的变送器输入的温度信号成线性关系。但一般热电偶输出的毫伏值与所代表的温度之间是非线性的，如图2-22所示。各种热电偶的非线性也是不- -样的，而且同一种热电偶在不同的测量范围其非线性程度亦不相同。例如铂铑-销热电偶的特性曲线是凹向上的，而镍铬-镍铝热电偶特性曲线开始是凹向上的，温度升高时又变为凹向下呈S形。

　　热电偶是非线性的，而温度变送器放大回路是线性的，若将热电偶的热电势直接接到变送器的放大回路，则温度T与变送器的输出电压U。之间的关系是非线性的。因此为了使温度变送器的输入温度T与输出电压U。保持线性关系，则变送器的放大回路特性不能是线性的。假设热电偶的特性是凹向上的，若要使T与U。的关系呈线性变化，则变送器放大回路的特性曲线必须是凹向下的。

　　热电偶温度变送器是由热电偶输人回路和放大回路两部分组成的。因此为了得到线性关系，必须使放大回路具有非线性特性。放大器非线性特性一般是使反馈回路非线性来达到的。图2-23为热电偶输入温度变送器框图。图中： W1（S）为 热电偶的传递函数; Wq （S）为放大回路反馈电路的传递函数。

　　则温度变送器的传递函数为：

　　式中

　　W2（S）-一放大回路的传递函数。

　　由于变送器放大回路放大器的放大系数K很大，故放大回路的传递函数w2（S）可以认为等于反馈电路的传递函数的倒数，即

　　则热电偶输入温度变送器的传递函数为

　　由上式可知，欲使热电偶输人的温度变送器保持线性，就要使反馈电路的特性曲线与热电偶的特性曲线相同，亦即变送器放大回路的反馈电路输入与输出特性要模拟成热电偶的非线性特性关系，如图2-24所示。

　　按图2-24原理实现的温度变送器即可使变送器输出电压Us与输入温度信号T呈线性关系。

　　由上可知，热电偶温度变送器的关键技术是如何使放大回路的反馈电路具有热电偶的非线性特性。热电偶温度变送器的结构框图如图2-25所示。

　　热电偶温度变送器主要特点

　　结构简单：无任何可动或弹性元件，因此可靠性极高，维护量极少。

　　安装方便：内装式结构尤其显示出这一特点，无需任何专用工具。

　　调整方便：零位、量程两个电位器可在温度检测有效范围内任意进行零点迁移或量程的改变，两个调整互不影响。

　　用途广泛；适用于高温高压、强腐蚀等介质的液位测量。