补偿电桥法(补偿电桥法是利用什么产生的热电势

1. 补偿电桥法是利用什么产生的热电势

1、 测温范围不同

热电偶通常在较高温度环境下使用，这是因为在低温环境下输出热电势较小，此时，对抗干扰措施和二次表的要求很高，否则会测量不准。另外，在较低温环境下，冷端温度的变化和环境温度的变化所引起的相对误差不明显，不易得全补偿。

2、 测温原理不同

热电偶测量温度的基本原理是热电效应，二次表是一个检伏计或为了提高精度时使用电子电位差计。

电阻是基于导体和半导体的电阻值随温度而变化的特性而工作的，二次表是一个不平衡电桥。

3、 现场判断标准不同

热电偶有正负极，补偿导线也有正负之分。首先要保证连接与配置都准确。在运行中，常见的有短路、断路、接触不良（用万用表可判断）和变质（根据表面颜色来鉴别）。检查时，要使热电偶与二次表分开。

2. 利用电桥进行温度补偿,补偿片的选择是()

冰点槽法、计算修正法、补正系数法、零点迁移法、补偿器法、软件处理法等。

1、冰点槽法就是把热电偶的冷端放入冰水混合物容器里，使T0=0℃。这种办法仅限于在科学实验中使用。为了避免冰水导电引起两个连接点短路，必须把连接点分别置于两个玻璃试管里，浸入同一冰点槽，使相互绝缘。

2、零点迁移法 在测量结果中人为地加一个恒定值，因为冷端温度稳定不变，电动势EAB（TH,0）是常数，利用指示仪表上调整零点的办法，加大某个适当的值而实现补偿。

3、补偿器法 利用不平衡电桥产生热电势补偿热电偶因冷端温度变化而引起热电势的变化值。

3. 简述电桥补偿方法的基本原理

热电偶冷端温度补偿的方法有: 1．冰浴法 常用在实验室，即把参比端温度恒定在0度，但做起来成本高、难度大。 2．冷端温度校正法 常用在要求不高的现场，即当冷端温度无法恒定为0度，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 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，也有做在仪表内的。 4．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的地方(通常为控制室)，然后由人工来调正冷端温度，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延长导线，中间温度定则是应用补偿导线的理论基础。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的地方而已，补偿还要由人工和仪表来进行。

4. 电桥补偿法是如何进行温度补偿的

电阻应变片对温度变化十分敏感。当环境温度变化时，因应变片的线膨胀系数与被测构件的线膨胀系数不同，且敏感栅的电阻值随温度的变化而变化，所以测得应变将包含温度变化的影响，不能反映构件的实际应变，因此在测量中必须设法消除温度变化的影响。

消除温度影响的措施是温度补偿。在常温应变测量中温度补偿的方法是采用桥路补偿法。它是利用电桥特性进行温度补偿的。

1．补偿块补偿法 把粘贴在构件被测点处的应变片称为工作片，接入电桥的AB桥臂；另外以相同规格的应变片粘贴在与被测构件相同材料但不参与变形的一块材料上，并与被测构件处于相同温度条件下，称为温度补偿片，将它接入电桥与工作片组成测量电桥的半桥，电桥的另外两桥臂为应变仪内部固定无感标准电阻，组成等臂电桥。有电桥特性可知，只要将补偿片正确的接在桥路中即可消除温度变化所产生的影响。

2．工作片补偿法 这种方法不需要补偿片和补偿块，而是在同一被测构件上粘贴几个工作应变片，根据电桥的基本特性及构件的受力情况，将工作片正确地接入电桥中，即可消除温度变化所引起的应变，得到所需测量的应变。

5. 电桥补偿法对温度进行补偿的原理

电阻应变片对温度变化十分敏感。当环境温度变化时，因应变片的线膨胀系数与被测构件的线膨胀系数不同，且敏感栅的电阻值随温度的变化而变化，所以测得应变将包含温度变化的影响，不能反映构件的实际应变，因此在测量中必须设法消除温度变化的影响。

消除温度影响的措施是温度补偿。在常温应变测量中温度补偿的方法是采用桥路补偿法。它是利用电桥特性进行温度补偿的。

1．补偿块补偿法 把粘贴在构件被测点处的应变片称为工作片，接入电桥的AB桥臂；另外以相同规格的应变片粘贴在与被测构件相同材料但不参与变形的一块材料上，并与被测构件处于相同温度条件下，称为温度补偿片，将它接入电桥与工作片组成测量电桥的半桥，电桥的另外两桥臂为应变仪内部固定无感标准电阻，组成等臂电桥。有电桥特性可知，只要将补偿片正确的接在桥路中即可消除温度变化所产生的影响。

2．工作片补偿法 这种方法不需要补偿片和补偿块，而是在同一被测构件上粘贴几个工作应变片，根据电桥的基本特性及构件的受力情况，将工作片正确地接入电桥中，即可消除温度变化所引起的应变，得到所需测量的应变。

6. 简述冷端温度补偿中的电桥补偿法的原理

热电偶冷端温度补偿的方法有: 1．冰浴法 常用在实验室，即把参比端温度恒定在0度，但做起来成本高、难度大。 2．冷端温度校正法 常用在要求不高的现场，即当冷端温度无法恒定为0度，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 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，也有做在仪表内的。 4．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的地方(通常为控制室)，然后由人工来调正冷端温度，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延长导线，中间温度定则是应用补偿导线的理论基础。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的地方而已，补偿还要由人工和仪表来进行。

7. 温度误差的线路补偿法是利用电桥的什么实现的

热电偶热电势的大小是热端温度和冷端的函数差，为保证输出热电势是被测温度的单值函数，必须使冷端温度保持恒定；热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0℃为依据，否则会产生误差。因此，常采用一些措施来消除冷锻温度变化所产生的影响，如冷端恒温法、冷端温度校、补偿导线法、补偿电桥法。

1．冷端恒温法

一般热电偶定标时冷端温度以0℃为标准。因此，常常将冷端置于冰水混合物中，使其温度保持为恒定的0℃。在实验室条件下，通常把冷端放在盛有绝缘油的试管中，然后再将其放入装满冰水混合物的保温容器中，是冷端保持0℃。

2．冷端温度校

由于热电偶的温度分度表是在冷端温度保持在0℃的情况下得到的，与它配套使用的测量电路或显示仪表又是根据这一关系曲线进行刻度的，因此冷端温度不等于0℃时，就需对仪表指示值加以修正。如冷端温度高于0℃，但恒定于t0℃,则测得的热电势要小于该热电偶的分度值，为求得真实温度，可利用中间温度法则，即用下式进行修正：

E（t,0）= E（t,t1）+ E（t1,0）

3．补偿导线法

为了使热电偶冷端温度保持恒定（最好为0℃），可将热电偶做的很长，使冷端远离工作端，并连同测量仪表一起放置到恒温或温度波动比较小的地方。但这种方法使安装使用不方便，而且可能耗费许多贵重的金属材料。因此，一般使用一种称为补偿导线的连接线将热电偶冷端延伸出来。这种导线在一定温度范围内（0～℃）具有和所连接的热电偶相同的热电性能，若是用廉价金属制成的热电偶，则可用其本身的材料作为补偿导线，将冷端延伸到温度恒定的地方。

＊补偿导线在使用中注意事项

　　（1）补偿导线的选择

　　补偿导线一定要根据所使用的热电偶种类和所使用的场合进行正确选择。例如,k型偶应该选择k型偶的补偿导线,根据使用场合,选择工作温度范围。通常kx工作温度为-20～℃,宽范围的为-25～℃。普通级误差为±2.5℃,精密级为±1.5℃。

　　（2）接点连接

　　与热电偶接线端2个接点尽可能近一点,尽量保持2个接点温度一致。与仪表接线端连接处尽可能温度一致,仪表柜有风扇的地方,接点处要保护不要使得风扇直吹到接点。

　　（3）使用长度

　　因为热电偶的很低,为微伏级,如果使用的距离过长,的衰减和环境中强电的干扰偶合,足可以使热电偶的失真,造成测量和控制温度不准确,在控制中严重时会产生温度波动。

　　根据我们的经验,通常使用热电偶补偿导线的长度控制在15米内比较好,如果超过15米,建议使用温度变送器进行传送。温度变送器是将温度对应的电势值转换成直流电流传送,抗干扰强。

　　（4）布线

　　补偿导线布线一定要远离动力线和干扰源。在避免不了穿越的地方,也尽可能采用交叉方式,不要平行。

　　（5）屏蔽补偿导线

为了提高热电偶连接线的抗干扰性,可以采用屏蔽补偿导线。对于现场干扰源较多的场合,效果较好。但是一定要将屏蔽层严格接地,否则屏蔽层不仅没有起到屏蔽的作用,反而增强干扰。

4．补偿电桥法

补偿电桥法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热电势变化值。补偿电桥现已标准化。不平衡电桥（即补偿电桥）是由电阻R1、R2、R3和RCu组成。其中R1=R2=R3=1 ；Rs是用温度系数很小的锰铜丝绕制而成的；RCu是有温度系数较大的铜线绕制而成的补偿电阻，0℃时，RCu=1 ；Rs的值可根据所选电偶的类型计算确定。此桥串联在热电偶测量回路中，热电偶冷端与电阻RCu感受相同的温度，在某一温度下（通常取0℃）调整电桥平衡，使R1=R2=R3=RCu。当冷端温度变化时，RCu随温度改变，破坏了电桥平衡，产生一不平衡电压△U，此电压则与热电势相叠加，一起送入测量仪表。适当选择Rs的数值，可是电桥产生的不平衡电压△U在一定温度范围内基本上能补偿由于冷端温度变化而引起的热电势变化值。这样，当冷端温度有一定变化时，仪表仍然可给出正确的温度示值。

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