基于最小二乘法的熱電偶電勢非線性擬合*

郭曉聰，李　寧

(中原工學(xué)院 信息商務(wù)學(xué)院，河南 鄭州　451191)

0　引　言

溫度是自然界中常見的一種物理量，在過程檢測控制及工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常被用到，一般通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量。鑄造生產(chǎn)中，需要測量溫度，熱電偶是常用的測溫元件，需要查閱分度表獲得溫度，操作過程較繁瑣，目前，國家對熱電偶的應(yīng)變和溫度之間的對應(yīng)關(guān)系并未給出標(biāo)準(zhǔn)的對應(yīng)公式。

1　測溫原理

兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)接合點(diǎn)的溫度不同時(shí)，回路中就會(huì)有電流通過并產(chǎn)生電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，熱電勢隨著測量端溫度升高而增長，它的大小只與熱電偶材料和兩端的溫度差有關(guān)，與熱電極的長度、直徑無關(guān)；若熱電偶冷端的溫度保持一定，熱電偶的熱電勢僅是工作端溫度的單值函數(shù)，如圖1所示，右端直接測量介質(zhì)溫度，為工作端(也稱為測量端)，左端為冷端(也稱參考端)，冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會(huì)指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢[1-2]。

2　對分度表線性擬合的原因

如圖2所示，兩種導(dǎo)體A和B相接觸,左端為熱端，右端為冷端，由熱電效應(yīng)，該回路內(nèi)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢，所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢由接觸電動(dòng)勢和溫差電動(dòng)勢兩部分組成。溫差電動(dòng)勢是在同一導(dǎo)體的兩端因其溫度的不同而產(chǎn)生的一種熱電動(dòng)勢，經(jīng)推導(dǎo)，電動(dòng)勢的大小為以下所述。……