热电偶技术及热电偶仿真原理

目录

一、热电偶的定义及原理

1、热电偶的定义

2、热电偶的测温原理

3、热电偶的技术优势

二、热电偶仿真的意义及优势

三、热电偶仿真的技术实现

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一、热电偶的定义及原理

1、热电偶的定义

热电偶（thermocouple）是在温度测量中常用的测温元件，它可以直接测量温度，并将温度信号转换成热电动势信号，通过仪器仪表可以转换成被测介质的温度。

2、热电偶的测温原理

热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路，当两端存在温度差时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系，制成热电偶分度表；分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的，不同的热电偶具有不同的分度表，这个通过网络很轻松就可以查到。

3、热电偶的技术优势

热电偶测温范围广，性能稳定并且精度高。热电偶常常是与被测介质直接接触，不会受到中间介质的影响。性能牢靠，并且机械强度好。使用寿命长，装配也比较简单方便。

二、热电偶仿真的意义及优势

热电偶测温的传统检测方法是需要通过人工查找热电偶的分度表，针对不同类型的热电偶查找在不同温度下的电压值，从找相应的电压值到测试操作、记录、精度计算等，工作量就会很大，并且因为存在人为因素，整个过程就会耗时较长。针对这种问题，我们需要通过热电偶仿真，直接实时仿真热电偶输出的模拟信号。这样可以是测温的过程大大简化。

三、热电偶仿真的技术实现

通过热电偶仿真板卡可以模拟热电偶的工作状态，并且单个仿真板卡最多单个板卡可以仿真32通道的高精度电压输出，幅度可以选择±20mV，±50mV，±100mV，分辨率最高可以到0.7μV，这个范围可以覆盖到大多数常用的热电偶类型。并且的热电偶仿真模块使用 2线输出，配合1条远程探测参考线 ，在系统存在共模干扰的情况 下仍然可以确保准确输出所需微小电压 。此外，每个输出通道还可以设置为输出开路以仿真传感器的故障情况。为了提高输出准确度 ，每个通道具有单独的校准数据 。模块内包含的校准开关系统可用于通过外部仪器进行校准或计量 。

虹科提供的热电偶仿真器模块可以直接与热电偶采集系统相连接。特别地针对此类需求 ，我们也有提供了一系列接口方案 ，包含 8、16、24或 32对双绞连接端子 。也可以提供78 针端子板或为用户定制连接解决方案 。可以广泛应用于新能源汽车、电力电子、航空航天等领域，用于仿真多种类型的热电偶、分流器等装置，在±100mV的输出范围内实现μV级分辨率的可控电压输出。轻松实现热电偶的仿真。

目前也有最新的隔离输出的热电偶仿真模块，在之前的仿真技术基础上做出了几项重大改进：

1. 各输出通道完全隔离。通过这项技术，可以完全解除由于输出信号共地而产生的干扰，可以任意匹配被测试的采集设备，无需考虑采集端的电气特性。还可以用来仿真热电堆。
2. 输出阻抗从50Ω降低至6Ω，更接近热电偶的输出特性。该项改进可以避免部分具有短路探测功能的采集设备出现误报的现象。
3. 支持外部冷端补偿模块。该模块可以实测模块输出端口的温度，进一步提高输出精度。