熱電対冷接点補償とは

熱電対冷接点補償は、冷接点温度の変化によって引き起こされる温度測定誤差を排除するために行われる技術的な補正手段です。熱電対の熱電位は熱接点と冷接点の温度差に関係しており、その校正テーブルは冷接点温度 0 度を基準にしているため、実際の使用では環境の影響により冷接点温度を一定の 0 度に保つことが難しく、測定値が真の温度からずれてしまいます。したがって、補償が必要となる。

I. 冷接点補償が必要な理由

熱電対はゼーベック効果に基づいて動作し、出力の熱電位は熱接点温度と冷接点温度に依存します。

II.一般的な冷接点補償方法と原理

1. アイスバス法

原理: 熱電対冷接点を氷水混合物-の中に置き、T0=0度にし、冷接点温度変動の影響を完全に排除します。

利点: 高精度、実験室の校正に適しています。

短所: 操作が面倒で、氷を定期的に補充する必要があるため、産業環境には適していません。

該当するシナリオ: 計測機関、高精度校正、科学研究実験。-

2. 補償線方式:

原理: 熱電対と同様の熱電特性を持つ安価なワイヤ（補償ワイヤ）を使用して、冷接点を温度の安定した制御室または計器キャビネットまで延長します。{0}

重要なポイント:

熱電対のタイプは一致する必要があります (例: K タイプ熱電対の場合は KX タイプ)。

接続ポイントの温度は 100 度を超えてはなりません。100 度を超えないと、追加のエラーが発生します。

利点:

低コストで設置が簡単で、長距離の産業用伝送に広く使用されています。{0}}

3. ブリッジ補償方式（不平衡ブリッジ方式）：

原理: 銅抵抗器とマンガニン抵抗器で構成される補償ブリッジが測定回路内で直列に接続されます。ブリッジは、最初は基準温度 (20 度または 25 度など) でバランスがとれるように設計されています。冷接点温度が変化すると、それに応じて銅抵抗の抵抗が変化し、熱電位の変化を相殺する補償電圧 ΔV が生成されます。動作プロセス: 冷接点温度が上昇 → 熱電位が低下 → ブリッジの不均衡により正の電圧出力が発生 → 入力計器の総電位は安定したまま。

利点: 自動補正、シンプルな構造、現在産業用途で最も広く使用されている方法。

精度: おおよその補正。 K- タイプの熱電対の補償精度は ±0.025 度に達します。

4. ソフトウェア補正方式（デジタル補正）

原理: マイクロプロセッサを使用して冷接点温度をリアルタイムで収集し (通常は Pt100 またはサーミスターを通じて)、対応する補償電位 E(T0,0) をテーブルから計算し、それを測定電位 E(T,T0) に加算して、冷接点が 0 度にあるときの等価合計電位 E(T,0) を取得します。式：

E(T,0)=E(T,T0)+E(T0,0)

E(T,0)=E(T,T 0 )+E(T 0 ,0)

利点: 高精度、強力な柔軟性、PLC、DCS、インテリジェント温度制御機器などのデジタルシステムに適しています。

開発傾向: 最新のインテリジェント機器はこの方法を広く採用しており、冷接点温度センサーと組み合わせて完全自動補正を実現しています。

5. 機器の機械的ゼロ点調整方法

原理: 表示計器の機械的ゼロ点は、現在の冷接点温度値 T0 に事前調整されています。-

そのため、機器は熱接点の実際の温度を直接示すことができます。

操作例：室温25度の場合、ムービングコイル計器の指針を25度の目盛りに合わせます。現時点では追加の補償回路は必要ありません。

制限事項: 冷接点温度が安定して一定である状況にのみ適用されます。温度変動後は再調整が必要です。

Ⅲ．産業用選択の推奨事項と注意事項

方法	該当するシナリオ	追加の機器が必要	自動化レベル
アイスタンク方式	実験室での校正	あり（アイスタンク）	低い
補償線方式	産業用遠隔伝送	いいえ	中くらい
ブリッジ補償方法	フィールド機器	はい (補償モジュール)	高い
ソフトウェア補償方法	インテリジェントシステム	はい (センサー + アルゴリズム)	非常に高い
機械的ゼロ調整方法	恒温作業場	いいえ	低い