热电偶冷端温度补偿原因和方法

本文源自《仪表工问答》自控图书，文章分析热电偶需要进行冷端温度补偿的原因，并提供热电偶常用的五种冷端温度补偿方法供大家参考。

热电偶为什么需要进行冷端温度补偿？
从热电偶工作原理知，热电偶热电势的大小，不但与测量端的温度有关，而且还与参比端的温度有关，在实际应用中习惯把热电偶的参比端称为冷端。

对于已选定的热电偶，当参比端温度恒定时，则总的热电动势就成为测量端温度的单值函数。即一定的热电势对应着一定的温度，而热电偶分度表中，参比端温度均为零。但在应用现场，参比端温度千差万别，不可能都恒定在零，这就会产生测量误差，为了保证测量结果的准确性，就要对热电偶冷端进行温度补偿。

热电偶常用的冷端温度补偿方法有哪些？
1、冰浴法
冰浴法常用在实验室，即把参比端温度恒定在0℃，但做起来成本高、难度大。

2、冷端温度校正法
冷端温度校正法常用在要求不高的场合，即当冷端温度无法恒定为0℃，就需要对仪表的指示值进行修正。做起来容易但误差较大。

3、补偿电桥法
补偿电桥法较少单独使用，是利用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶冷端温度变化所引起的热电势变化值，补偿电桥有单独产品。

4、补偿导线法
补偿导线法这是最常用的方法，即把热电偶延长。把冷端引至温度较稳定地地方（通常为控制室），然后由人工来调整冷端温度，即把仪表零点调至室温，或由仪表内电路进行自动补偿。对于贵金属热电偶把热电偶延长也是不可能的，因为价格太高行不通，就用热电特性相近的贱金属来做补偿导线，中间温度定律是应用补偿导线理论基础。补偿导线并不能自动补偿热电偶冷端温度的变化，仅只是将热电偶冷端引至温度较稳定地地方而已，补偿还要人工和仪表来进行。

5、显示仪表内部自动补偿法
不管是早期的电子电位差计，还是现在的显示仪表、微型彩色无纸记录仪、相关的DCS板卡等，都无一例外采取自动补偿的方法，有采用铜电阻补偿的，有采用补偿电桥的，有采用三极管PN结随着温度的变化其结电压也发生变化来补偿的。