1.熱電偶的概述

　　1.1 熱電偶的工作原理

　　熱電偶和熱電阻一樣，都是用來(lái)測(cè)量溫度的。

　　熱電偶是將兩種不同金屬或合金金屬焊接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，利用溫差電勢(shì)原理來(lái)測(cè)量溫度的，當(dāng)熱電偶兩種金屬的兩端有溫度差，回路就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)，溫差越大，熱電動(dòng)勢(shì)越大，利用測(cè)量熱電動(dòng)勢(shì)這個(gè)原理來(lái)測(cè)量溫度。

　　結(jié)構(gòu)示意圖如下：

　　圖1 熱電偶測(cè)量結(jié)構(gòu)示意圖

　　注意：如上圖所示，熱電偶是有正負(fù)極性的，所以需要確保這些導(dǎo)線連接到正確的極性，否則將會(huì)造成明顯的測(cè)量誤差

　　為了保證熱電偶可靠、穩(wěn)定地工作，安裝要求如下：

　　① 組成熱電偶的兩個(gè)熱電極的焊接必須牢固;

　　② 兩個(gè)熱電極彼此之間應(yīng)很好地絕緣，以防短路;

　　③ 補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶自由端的連接要方便可靠;

　　④ 保護(hù)套管應(yīng)能保證熱電極與有害介質(zhì)充分隔離;

　　⑤ 熱電偶對(duì)于外界的干擾比較敏感，因此安裝還需要考慮屏蔽的問(wèn)題。

　　1.2 熱電偶與熱電阻的區(qū)別

　　表1 熱電偶與熱電阻的比較

　　2. 熱電偶的類(lèi)型和可用模板

　　2.1熱電偶類(lèi)型

　　根據(jù)使用材料的不同，分不同類(lèi)型的熱電偶，以分度號(hào)區(qū)分，分度號(hào)代表溫度范圍，且代表每種分度號(hào)的熱電偶具體多少溫度輸出多少毫伏的電壓，熱電偶的分度號(hào)有主要有以下幾種。

　　表2 分度號(hào)對(duì)照表

　　2.2可用的模板CPU類(lèi)型模板類(lèi)型支持熱電偶類(lèi)型

　　表3 S7 300/400 支持熱電偶的模板及對(duì)應(yīng)熱電偶類(lèi)型

　　3. 熱電偶的補(bǔ)償接線

　　3.1 補(bǔ)償方式

　　熱電偶測(cè)量溫度時(shí)要求冷端的溫度保持不變，這樣產(chǎn)生的熱電勢(shì)大小才與測(cè)量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測(cè)量時(shí)冷端的環(huán)境溫度變化，將嚴(yán)重影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，所以需要對(duì)冷端溫度變化造成的影響采取一定補(bǔ)償?shù)拇胧?/span>

　　由于熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用貴金屬時(shí))，而測(cè)溫點(diǎn)到控制儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本可以用補(bǔ)償導(dǎo)線延伸冷端到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，但補(bǔ)償導(dǎo)線的材質(zhì)要和熱電偶的導(dǎo)線材質(zhì)相同。熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響，不起補(bǔ)償作用。因此，還需采用其他修正方法來(lái)補(bǔ)償冷端溫度變化造成的影響，補(bǔ)償方式見(jiàn)下表。

　　表4 各類(lèi)補(bǔ)償方式

　　3.2各補(bǔ)償方式接線

　　3.2.1內(nèi)部補(bǔ)償

　　內(nèi)部補(bǔ)償是在輸入模板的端子上建立參比接點(diǎn)，所以需要將熱電偶直接連接到模板的輸入端，或通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線間接的連接到輸入端。每個(gè)通道組必須接相同類(lèi)型的熱電偶，連接示意圖如下。

　　表5 支持內(nèi)部補(bǔ)償?shù)哪０寮翱山訜犭娕紓€(gè)數(shù)

　　圖2 內(nèi)部補(bǔ)償接線

　　注1：模板6ES7 331-7KF02-0AB0和6ES7 331-7KB02-0AB0需要短接補(bǔ)償端COMP+(10)和Mana(11)，其它模板無(wú)。

　　3.2.2 外部補(bǔ)償—補(bǔ)償盒

　　補(bǔ)償盒方式是通過(guò)補(bǔ)償盒獲取熱電偶的參比接點(diǎn)的溫度，但補(bǔ)償盒必須安裝在熱電偶的參比接點(diǎn)處。

　　補(bǔ)償盒必須單獨(dú)供電，電源模塊必須具有充分的噪聲濾波功能，例如使用接地電纜屏蔽。

　　補(bǔ)償盒包含一個(gè)橋接電路，固定參比接點(diǎn)溫度標(biāo)定，如果實(shí)際溫度與補(bǔ)償溫度有偏差，橋接熱敏電阻會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生正的或者負(fù)的補(bǔ)償電壓疊加到測(cè)量電勢(shì)差信號(hào)上，從而達(dá)到補(bǔ)償調(diào)節(jié)的目的。

　　補(bǔ)償盒采用參比接點(diǎn)溫度為0℃的補(bǔ)償盒，推薦使用西門(mén)子帶集成電源裝置的補(bǔ)償盒，訂貨號(hào)如下表。

　　表6 西門(mén)子參比接點(diǎn)的補(bǔ)償盒訂貨數(shù)據(jù)

　　圖3 S7-300模板支持接線方式