在這個(gè)例子中，使用了一個(gè)等溫塊，其中熱電偶線(xiàn)連接到銅導(dǎo)體。等溫塊的溫度為T(mén)c。ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）的溫度不同（TADC）。因此，我們預(yù)計(jì)銅跡線(xiàn)上會(huì)產(chǎn)生一些塞貝克電壓。由于兩條銅跡線(xiàn)都經(jīng)歷了相同的溫度梯度，因此兩條銅軌跡上將出現(xiàn)相同的塞貝克電壓（Vc1=Vc2）。

KVL（基爾霍夫電壓定律）方程表明，ADC僅測(cè)量熱電偶線(xiàn)VOpen電路產(chǎn)生的塞貝克電壓（假設(shè)ADC輸入電流可以忽略不計(jì)）。方程式1所示的熱電偶電壓由下式給出：

方程式1。

其中Th是熱結(jié)溫度，Sm1和Sm2分別表示金屬1（m1）和金屬2（m2）的塞貝克系數(shù)。將常見(jiàn)項(xiàng)排除在外，我們得到下面的方程式2：

方程式2。

在繼續(xù)之前，我想強(qiáng)調(diào)的是，方程式1是基于熱電偶材料的塞貝克系數(shù)不隨溫度變化的假設(shè)。如果我們考慮溫度依賴(lài)性，我們需要使用積分表達(dá)式來(lái)找到每個(gè)金屬段上的電壓。例如，金屬1兩端的電壓為：

該積分方程簡(jiǎn)化為

Vm1=Sm1×(Th?Tc)Vm1=Sm1×(Th?Tc)

如果塞貝克系數(shù)不隨溫度變化。我們知道塞貝克系數(shù)實(shí)際上與溫度有關(guān)。然而，由于我們?cè)谶@里的目的只是展示如何使用熱電偶輸出來(lái)測(cè)量溫度，我們將使用更簡(jiǎn)單的方程形式，而不是積分形式。

冷端溫度要求

根據(jù)方程式2，我們觀察到熱電偶產(chǎn)生的電壓與熱結(jié)和冷結(jié)之間的溫差成正比。為了確定熱結(jié)的絕對(duì)溫度（Th），我們需要知道冷結(jié)的溫度（Tc）。因此，需要額外的溫度傳感器，如熱敏電阻、RTD（電阻溫度檢測(cè)器）、二極管或基于IC的傳感器來(lái)測(cè)量冷端溫度。

這一要求通常不是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)；然而，有人可能會(huì)問(wèn)：如果我們的系統(tǒng)中有這個(gè)額外的傳感器，為什么我們不用它來(lái)測(cè)量熱結(jié)溫度呢？答案顯而易見(jiàn)：熱電偶堅(jiān)固耐用，支持寬溫度范圍。用于測(cè)量冷端溫度的傳感器不能用于熱電偶非常適合的腐蝕性環(huán)境或高溫應(yīng)用。

使用塞貝克電壓和熱電偶參考表的熱電偶響應(yīng)

除了知道參考結(jié)溫外，我們還需要知道熱電偶的響應(yīng)，以確定要測(cè)量的溫度。“標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體"和熱電偶制造商通常指熱電偶在0°C時(shí)相對(duì)于參考結(jié)的輸出。測(cè)量設(shè)置如圖3所示。

熱電偶的測(cè)量設(shè)置。

圖3。熱電偶的測(cè)量設(shè)置。

當(dāng)結(jié)2保持在0°C時(shí)，結(jié)1的溫度被掃過(guò)感興趣的溫度范圍。記錄每個(gè)溫度的輸出Vout，并以表格或數(shù)學(xué)方程的形式提供。T型熱電偶參考表的摘錄涵蓋了0°C至50°C的溫度范圍，如下所示（表1）。

表1。數(shù)據(jù)由REOTEMP提供。

例如，上表表明，在0°C下具有參考結(jié)的T型熱電偶在Th=49°C時(shí)產(chǎn)生1.993 mV。考慮到這一點(diǎn)，我們?nèi)绾问褂脴?biāo)準(zhǔn)熱電偶參考表來(lái)確定圖2所示典型布置中的熱結(jié)溫度？通常，熱電偶參考表是從圖3所示的設(shè)置中獲得的。此設(shè)置使用0°C的參考接點(diǎn)，與圖2所示的接點(diǎn)不同。

讓我們更仔細(xì)地研究一下圖3所示的拓?fù)洹?xiě)下該電路的塞貝克電壓方程，我們得到：