热电效应作用，如何才能量化工业环境“冷热飘忽”

生活中当温度上下浮动几度时我们就需要增减衣物来适应环境的变化，而工业现场的温度变化有时几十度上百度都不止，如何精确测量工业现场的温度变化呢，今天让我们来关注下温度采集。

我们平时是如何感知温度的？

突然间看到这样的问题，我想很多人都是有点懵的。其实别想太多，我们平时感知温度的最主要方法就是“拿手摸”“用身体感知”。在这个过程中皮肤就相当于一个传感器。会把温度的变化转变成神经能识别的电信号来传递给大脑，这样我们就能感觉到温度了。

工业中使用的热传感器原理和我们的皮肤是很相似的，也是通过把温度这个物理量转化为电阻或者电势的变化从而进行采集的。根据其使用方法又可以分为接触式与非接触式两种，细分又可以将其分解为接触式的热电阻、热电偶、PN节热传感器非接触式的红外传感器等等，五花八门不一而足。而其中又以热电偶的使用最为常见。

稍微内行的人想必都听过热电偶的名字，其结构主要由两根不同材料的金属丝两端接合成为回路，金属丝的两个连接的节点分别被称为冷端与热端，其热端（又叫测量端）置于被测介质中，冷端（又叫参比端）远离被测介质。在热电效应的作用下两节点间产生电势差，将此电势差以测量仪器采集之后即可换算成为温度。

然而，这样的方案看似完美，实则存在缺陷。因为热端置于测量环境之后我们该如何保证冷端的“冷”呢？如果冷端离得太近也跟着热了起来这样的测量将毫无意义。通常来说热电偶的冷端是在0度环境下标定的，真实测量环境要将此条件考虑进去才能尽量做到测量的准确。在物理方面，主要有以下几种方法来进行冷端补偿：

1、补偿导线法：将导线延长使冷端尽量远离被测环境，以此提高测量精确程度，但成本也随之提升，导线加长也有可能引入新误差；

2、0摄氏度恒温法：将冷端置于冰水混合物中，保证了冷端为0度极大提高了测量结果的可靠程度，然而麻烦且成本高，极少采用；

3、电桥补偿法：是在热电偶测温系统中串联一个不平衡电桥，此电桥输出的电压随热电偶冷端温度变化而变化，以修正热电偶因冷端温度波动引入的误差。此方法对技术的要求比较高。

物理的补偿方法，或多或少都有着其缺点，更好一些的方法是通过数学方法进行计算修正。热电效应计算温度的公式如下：

回归原式，将室温带入公式进行修正即可抵消冷端温度变化产生的误差。即使用普通数采采集被测物工作温度后，人工使用EXCEL做大量数据运算：被测物工作温度-固定室温值； 这个过程中又不得不耗费人工成本，实在是让人头疼。

这种小事上再从压榨人工方面入手，看起来并不那么明智。既然是大量的公式计算工作，何不交给后面的数据采集仪器来做呢？

譬如，致远电子DM100数据采集记录仪自带Delta运算功能：将输入端（被测物工作温度）与基准通道（测试环境温度，如室温）测量值的差值，作为该通道的测量值。在温度测量中，以室温为基准，便于测量与室温之间的差值。完美解决了这样的问题。

DM100 数据采集记录仪可高精度采集直流电压、直流电流、数字量、温度、湿度等多种传感器信号数据，实时显示多种测量结果，并对测量结果进行自定义二次运算、报警输出等操作。通过模块化的设计构架，DM100最多可扩展至200个采集通道，适合工业环境中的多通道数据采集记录。