[发明专利]一种热电偶温度测量误差补偿方法

摘要

本发明涉及一种热电偶温度测量误差补偿方法，采用基于热电偶分度表建立的温度误差对照表，用于按温度误差对照表逐点进行热电偶温度毫伏非线性校正和温度测量仪表的误差补偿，提高了热电偶温度测量精度。

主权项

一种热电偶温度测量误差补偿方法，采用基于热电偶分度表应用于热电偶温度测量仪表中，其特征是：采取建立温度误差对照表实现按温度误差对照表逐点校正热电偶温度毫伏非线性和误差补偿，温度误差对照表的建立是针对具体热电偶温度测量仪表，按工作温度范围取热电偶分度表相应部分，利用基于温度差的温度校验仪逐点建立误差补偿值，也可以将热电偶分度表分段建立误差补偿值，每一段所包含的热电偶分度表中温度热电势对照点数，根据热电偶温度测量仪表对精度的要求，采用各段相等的对照点数，这时每段采用该段平均热电势率来计算热电势对应的温度及其误差补偿值；所述基于温度差的温度校验仪是将恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，无需Ｄ／Ａ转换，其脉宽调制信号是由单片机的一个定时器用于产生固定周期的方波信号，其定时器的初值设置是依据所采用的热电偶分度表，依其热电势值细分成相等的步进值，并将步进值的步数的数字量作为定时器的初值，另一个定时器的各设定值与所要校验温度范围内的各校验点一一对应，所述基于温度差的温度校验仪还设一个采用铂电阻温度传感器的环境温度测量模块，由该模块测量得到的环境温度再查热电偶温度测量仪表所使用的热电偶分度表得到环境温度热电势，然后将基于温度差的温度校验仪输出的真实温度热电势减去环境温度热电势就得到基于两端温度差的所模拟的热电偶热电势，它和热电偶冷端温度为0度的真实温度热电势一起作为校验热电势输出，所述模拟的热电 偶热电势输入到被校验的热电偶温度测量仪表产生测量温度值与所述真实温度热电势查热电偶分度表得到的真实温度值之差即为误差补偿值，并录入到被校验的热电偶温度测量仪表的温度误差对照表中，实际使用时，单片机查温度误差对照表得到与测量温度值对应的误差补偿值再将测量温度值与误差补偿值相加得到真实温度值，从而消除了热电偶温度测量仪表所产生的测量误差，温度误差对照表中的每一温度对照点内容为：测量毫伏值、热电偶温度测量仪表的测量温度值、误差补偿值，这里的测量毫伏值与测量温度值是指热电偶分度表中的热电势和对应的温度值，即热电偶冷端温度为0度时热电势，使之与冷端温度为环境温度热电势相区别，实际使用时当测量毫伏值不在温度误差对照表中时，则令不在温度误差对照表的测量毫伏值为Ｔｕ，经单片机查温度误差对照表获得大于Ｔｕ的表中相邻测量毫伏值Ｔｕｂ及对应的测量温度值Ｔｕｂ2，和小于Ｔｕ的表中相邻测量毫伏值Ｔｕａ及对应的测量温度值Ｔｕｂ1，令Ｋｉ为不在表中的测量毫伏值Ｔｕ的增量系数：Ｋｉ＝（Ｔｕ－Ｔｕａ）／（Ｔｕｂ－Ｔｕａ）－－－1则有该不在表中的测量毫伏值Ｔｕ对应的测量温度值Ｔｔｓ为：Ｔｔｓ＝Ｔｕｂ1＋Ｋｉ×（Ｔｕｂ2－Ｔｕｂ1）－－－2式中：Ｔｕ－－－不在温度误差对照表中的测量毫伏值；Ｔｕａ－－－温度误差对照表中小于Ｔｕ的相邻测量毫伏值；Ｔｕｂ－－－温度误差对照表中大于Ｔｕ的相邻测量毫伏值；Ｔｔｓ－－－－测量毫伏值Ｔｕ对应的测量温度值；Ｔｕｂ1－－－－Ｔｕａ对应的测量温度值；Ｔｕｂ2－－－－Ｔｕｂ对应的测量温度值。测量温度值加误差补偿值即为真实温度值。