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基于虚拟仪器的温度测量系统

作者:时间:2011-09-13来源:网络收藏

摘要:基于技术,利用热电偶设计了一套,包括硬件和软件设计,硬件包括对热电偶输出信号的放大和滤波,以及对冷端温度的补偿电路,冷端温度通过Pt100热电阻进行测量;软件采用Labview进行编写,界面简洁,可通过图形化的界面对温度进行实时监测。
关键词:;热电偶;温度测量;Labview

0 引言
热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,测温时,热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响,因此测量精度高。常用的热电偶从-50℃~+1 600℃均可连续测量,某些特殊热电偶最低可测到-269℃(如金铁镍铬),最高可达+2 800℃(如钨-铼)。另外,热电偶通常由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头的限制,外有保护套管,用起来非常方便。所有这些优点使得热电偶成为工业上最常用的温度检测元件之一。
是计算机技术和仪器测量技术相结合的产物,它充分利用计算机强大的运算处理功能,突破了传统仪器在数据处理、显示、传输、存储等方面的限制。本文利用虚拟仪器平台,通过编写Labview软件对温度进行测量,可以减少硬件的重复开发,有利于系统的维护,也便于系统软件升级。

1 热电偶测温原理
热电偶测温基本原理是将两种不同材料的导体或半导体焊接起来,构成一个闭合回路。如图1所示。由于两种不同金属所携带的电子数不同,当两个导体的两个连接点之间存在温差时,就会发生高电位向低电位放电现象,因而在回路中形成电流,温度差越大,电流越大,这种现象称为热电效应,也叫塞贝克效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。如果两个接点的温度相同,则不会产生电流。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/194742.htm

a.jpg


图1中,由两根不同导线A和B组成电路,连接成的接点温度分别为t和t0,则电路中产生的热电势等于接点的电动势之差,如下式:
b.jpg
热电偶用于探测温度的一端称为“热端”,处于标准温度的一端称为“冷端”,国际公认的标准冷端温度为0℃,但是在工业现场,要将冷端温度处理成0℃不太现实,因此必须对冷端进行补偿。对于冷端温度为t1的情况,可按下式进行处理:
c.jpg
式(2)中,E(t,0)表示热电偶热端温度为t,冷端温度为0时的热电势;E(t,t1)表示热端温度为t,冷端温度为t1时的热电势,E(t1,0)表示热端温度为t1,冷端温度为0时的热电势,根据实际测试得到的冷端温度,查分度表可求得E(t1,0),E(t,t1)可直接测得,这样就可以求出E(t,0),再查分度表即可得到热端的温度。

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