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基于最小二乘法的热电偶电势非线性拟合*

2018-07-11郭晓聪

机械研究与应用 2018年3期

郭晓聪,李 宁

(中原工学院 信息商务学院,河南 郑州 451191)

0 引 言

温度是自然界中常见的一种物理量,在过程检测控制及工业生产中经常被用到,一般通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。铸造生产中,需要测量温度,热电偶是常用的测温元件,需要查阅分度表获得温度,操作过程较繁琐,目前,国家对热电偶的应变和温度之间的对应关系并未给出标准的对应公式。

1 测温原理

两种不同成份的均质导体组成闭合回路,当接合点的温度不同时,回路中就会有电流通过并产生电动势,这种现象称为热电效应。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,热电势随着测量端温度升高而增长,它的大小只与热电偶材料和两端的温度差有关,与热电极的长度、直径无关;若热电偶冷端的温度保持一定,热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数,如图1所示,右端直接测量介质温度,为工作端(也称为测量端),左端为冷端(也称参考端),冷端与显示仪表或配套仪表连接,显示仪表会指出热电偶所产生的热电势[1-2]。

2 对分度表线性拟合的原因

如图2所示,两种导体A和B相接触,左端为热端,右端为冷端,由热电效应,该回路内产生热电动势,所产生的热电动势由接触电动势和温差电动势两部分组成。温差电动势是在同一导体的两端因其温度的不同而产生的一种热电动势,经推导,电动势的大小为以下所述。……

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