热电偶温度变送器工作原理

热电偶温度变送器要求变送器的输出电压信号与相应变送器的温度信号成线性关系。然而，热电偶的输出毫伏数与其所代表的温度之间存在非线性关系，如图2-22所示。各种热电偶的非线性程度不同，同一热电偶在不同测量范围内的非线性程度也不同。例如，pt-rh-pin热电偶的特性曲线是向上凹的，ni-cr-ni-al热电偶的特性曲线是先向上凹的，当温度升高时，特性曲线变成向下凹的s形。

热电偶为非线性，温度变送器放大回路为线性。如果热电偶的热电势直接连接到变送器的放大回路，则温度t和变送器的输出电压u。它们之间的关系是非线性的。因此，为了使温度变送器的输入温度t和输出电压u。如果保持线性关系，发射机的放大环路特性就不能是线性的。假设热电偶的特性是向上凹的。要使t与u成线性关系，发射机放大回路的特性曲线必须向下凹。

 

热电偶温度变送器的工作原理

 

热电偶温度变送器由热电偶输入电路和放大电路组成。因此，为了得到线性关系，必须使放大回路具有非线性特性。放大器的非线性通常是通过使反馈回路非线性来实现的。图2-23为热电偶输入温度变送器框图。图中：w1（s）为热电偶传递函数；wq（s）为放大回路反馈电路传递函数。

 

 

则温度变送器的传递函数为

 

热电偶温度变送器工作原理

 

的传递函数，其中

 

W2（s）-一次放大回路。

 

由于发射机放大回路中放大器的放大系数k很大，放大回路的传递函数w2（s）可以被认为等于反馈回路传递函数的倒数，即，热电偶温度变送器

 

的工作原理，热电偶输入温度变送器的传递函数为

 

，由上式可知，为了使热电偶输出保持温度变送器的线性度，必须使反馈电路的特性曲线与热电偶的特性曲线相同。也就是说，变送器放大回路反馈回路的输入输出特性应模拟为热电偶的非线性特性关系，如图2-24所示。

 

热电偶温度变送器的工作原理

 

根据图2-24的原理实现的温度变送器能使变送器的输出电压Us与输入温度信号T

 

 

 

 

成线性关系，由上可知热电偶温度变送器技术是如何使放大回路的反馈电路具有热电偶的非线性特性。热电偶温度变送器的结构图如图2-25所示。

 

热电偶温度变送器的工作原理

 

热电偶温度变送器的主要特点

结构简单：无活动或弹性元件，可靠性高，维修少。

 

易于安装：内置结构在没有任何特殊工具的情况下特别显示了此功能。

 

调节方便：零位、量程两个电位器可在温度检测有效范围内任意进行零点漂移或量程变化，两个调节互不影响。

 

广泛用于高温、高压、强腐蚀等介质的液位测量。热电偶