热电偶的信号采集过程

要用热电偶测量温度，那就先说说热电偶测温的基本原理，在两种不同导电材料构成的闭合回路中，当两个接点温度不同时，回路中产生的电势使热能转变为电能——温差电动势（Seebeck电压），这就是塞贝克效应。热电偶Seebeck电压如果直接连到测量系统上连接到测量系统上会产生附加温差电路，因此不能通过简单地同电压表或者其他测量系统连接而进行测量。热电偶需要一个特定的温度基准来补偿该冷端产生的误差。最常用规定方法就是使用可直接读取的温度传感器测量得到参考端温度，减去寄生端电压分量。这个处理方法被称为冷端补偿，现有两种实现冷端补偿的技术——硬件补偿和软件补偿。硬件补偿的主要不足之处在于，每种热电偶必须拥有一个分开的能够附加修正补偿电压的补偿电路，这样就会大大增加电路的成本。通常情况下，硬件补偿在精度上也不及软件补偿。您可以选择使用软件来进行冷端补偿。在使用可直接读取传感器测量得到基准端温度后，软件能够在被测电压上附加一个适合的电压值来消除冷端电压的影响。图三为某种热电偶采集模块内部框图，温差电动势从右侧IN**输入，具体接法见图二，经过ADC（模数转换）转换成数字信号，存入存储器（EEPROM）经由RS-485接口输出到计算机，计算机上要有采集模块相应的驱动程序，通过相关软件进行显示（一般模块厂商会提供，或者可以借助驱动程序自己写）。

热电偶输出的是mV级电压信号。

一般来说热电偶输入卡件与毫伏输入卡件相比多2个功能。一是线性补偿，热电偶卡的输出与温度呈线性对应而不是与电压对应；二是电偶卡带有热电偶冷端温度补偿功能。

对于专用的工业计算机，如 PLC、DCS 通常有热电偶专用或标准信号的输入模块（输入卡件）。

由于热电偶存在一个冷端补偿问题，所以热电偶专用的输入模块通常具有冷端补偿功能；而使用标准信号输入模块，热电偶信号需要经过一个温度变送器转换（同时解决冷端补偿）。此二种方案造价上差别不太大，主要根据使用习惯及控制系统构成需要选择。

对于通用的（工业）计算机（PC机），主要看使用（PC机安装的软件）的软件要求的信号形式。

其中比较常见的是使用模拟量采集卡（如C2000 KAI4）将热电偶的mV信号（冷端补偿由PC机另行处理）或温度变送器的标准信号通过R485接口（通讯协议可选，如标准Modbus TCP协议）传给PC机。由PC机的软件进行处理。