一种快速而精确的温度计

　　基于热电效应的温度计已经使用了许多年夕它使用由两根金属导线构成的热电偶作为温度传感器。如果将热电偶的接点处于不同的温度，电流扰会在线路中流动，电流量与材料特性及两个端点的温度差成比例。这些传感器牢固、价廉，有各种形状及规格可供选择，适用于较宽的温度范围，例如电镀工艺流水线电镀液温度测量等。

　　本文介绍的温度计使用一个售价并不高的热电偶。而且使用较少的电子元件，除了传感器之外，温度计还包含一个简单的放大器，一个模一数转换器、一个线性化电路和一个显示器。如果对精度没有特别的要求，则可以省略线性化电路。

　　这个温度计的最显著特点在于其测量和显示温度的速度快，它只需l至2秒钟即可完成这项任务。

　　一、测量原理

　　以。℃为参考，传感接点的温度乘以电压一温度梯度E就得到热电动势U:。。梯度的数值可以查阅热电材料表。遗憾的是，这些梯度不是线性的，所以要想得到一个精确的温度测量，必须在热电偶和显示电路之间插入一个较正网络。

　　不过，具有合理线性梯度的热电偶与一个宽温度范围的结合，成本并不是太昂贵。在目前的设计中，往往选择K型传感器，它由镍铬(N;C:)和镍铝(N;A:)的合金组成。这种热电偶的梯度相当线性化，可以省略线性化网络。在800℃时的最大偏差只有0.smV，正好为1.5%。也可以使用T型(铜一康铜)或J型(铁一康铜)，T型非常精确，而J型则比K型更敏感，但是T型和J型的最大温度只有500和760℃，在现行设计中无法接受。

　　二、电路结构

　　传感器的输出电压必须放大到一个可以明显感知的程度，放大器的基本结构示于图1。

　　热电动势U:。加上补偿电压U。(它是周围介质温度的一个函数)得到合成电动势U.，运算放大器中将u.放大A倍。电压一温度梯度在25℃。因此，如果要求运放输出端的信号，那么必须把E放大23.728信。

图3是温度计的框图。图4是具体的电路图。除了上面提到的部份外，该电路还包括一个直接驱动L。显示器的简单的模一数(A一D)转换器。这使热电偶能在数秒内显示出被感知的温度。一个配有继电器输出的比较器与显示器并联。使用继电器输出可达到指示或控制的目的。

　　补偿电压源提供一个流经R7、Pl和R3的稳定的电流。预置电路将电流置于一个特定的值，稍后增大。晶体管Tl和热电偶的参考端必须置于靠近补偿电压源的地方。电阻R6改善了ICI的热对称性。这个运放的输出是一个具有lmvk一电压一温度梯度的信号。