[实用新型]一种热电偶信号冷端温度补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热电偶信号冷端温度补偿装置，属于传感器信号处理技术领域。

背景技术

热电偶作为一种接触式温度传感器应用非常普遍。它具有测量精度高、响应时间快、测量范围大、性能可靠、机械强度好、使用寿命长、安装方便等优点。热电偶最常用指定的大写字母来指示其组成，例如K型用镍铬和镍铝制成。

传统的冷端补偿方法是热电阻电桥补偿法。由分立元件构成的，其体积大、使用不够方便、且在改变热电偶类型时，需要重新调整电路的元件值。电桥补偿方式是利用不平衡电桥产生的电势，来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的总电势的变化，它是一种能随着温度变化而自动补偿的方法。如将热电偶冷端置于相同环境温度中，电桥的输出端串接在热电偶回路中，其中3个桥臂电阻与限流电阻均用锰铜丝绕制，其阻值几乎不随温度变化。另一电桥臂电阻R是由电阻温度系数较大的镍丝绕制的补偿电阻，其阻值随着温度升高而增大，电桥由直流稳压电源供电。

热电偶热电势和补偿电桥输出电压两者随温度变化特性不完全一致，故冷端补偿器补偿温度范围内不到完全补偿，误差较大。因而热电阻的非线性特征，导致了补偿的精度较低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为克服上述问题，提供一种自动补偿的热电偶信号冷端温度补偿装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种热电偶信号冷端温度补偿装置，包括冷端补偿运算电路，所述冷端补偿运算电路分别连接有冷端温度输入电路和调零偏置电压电路；

所述调零偏置电压电路包括基准电压源，所述基准电压源一端与外接5V电源连接，其另一端与电位器RP1的一端连接，所述电位器RP1的另一端与电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端接地；

所述冷端温度输入电路包括温度传感器，所述温度传感器一端与外接5V电源连接，其另一端与电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端接地；

所述冷端补偿运算电路包括运算放大器，所述运算放大器的负输入端通过电阻R6与其输出端连接，所述运算放大器的正输入端分别连接电阻R5和R7的一端，所述电阻R7的另一端接地，所述运算放大器的正输入端还连接电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端连接在所述温度传感器和所述电阻R1之间，所述运算放大器的负输入端连接电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接在所述电位器RP1和电阻R2之间。

优选地，所述温度传感器为AD590温度传感器。

优选地，所述基电压源为AD584基准电压源。

优选地，所述运算放大器为OP07运算放大器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，与电桥补偿相比，本设计具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方便等优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型所述冷端温度输入电路的电路图；

图3是本实用新型所述调零偏置电压电路的电路图；

图4是本实用新型所述冷端补偿运算电路的电路图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示的本实用新型所述一种热电偶信号冷端温度补偿装置，包括冷端补偿运算电路，所述冷端补偿运算电路分别连接有冷端温度输入电路和调零偏置电压电路；

所述冷端补偿运算电路包括运算放大器，如图4所示，所述运算放大器的负输入端通过电阻R6与其输出端连接，所述运算放大器的正输入端分别连接电阻R5和R7的一端，所述电阻R7的另一端接地，所述电阻R5的另一端与热电偶信号连接，所述运算放大器的正输入端还连接电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端与所述冷端温度输入电路连接，所述运算放大器的负输入端连接电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端与所述调零偏置电压电路连接；

在本实施例中，以K型镍铬镍铝热电偶为例，本新型分析了集成温度传感器冷端补偿方法，进而提高了温度测量准确性，并给出具体实现方案。使用其他类型热电偶时,需要调整相关电阻的阻值。