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，都是用來測量溫度的。

　　熱電偶是將兩種不同金屬或合金金屬焊接起來，構成一個閉合回路，利用溫差電勢原理來測量溫度的，當熱電偶兩種金屬的兩端有溫度差，回路就會產生熱電動勢，溫差越大，熱電動勢越大，利用測量熱電動勢這個原理來測量溫度。

　　結構示意圖如下：

　　圖1 熱電偶測量結構示意圖

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

　　為了保證熱電偶可靠、穩定地工作，安裝要求如下：

　　① 組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固;

　　② 兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣，以防短路;

　　③ 補償導線與熱電偶自由端的連接要方便可靠;

　　④ 保護套管應能保證熱電極與有害介質充分隔離;

　　⑤ 熱電偶對于外界的干擾比較敏感，因此安裝還需要考慮屏蔽的問題。

　　1.2 熱電偶與熱電阻的區別

　　表1 熱電偶與熱電阻的比較

　　2. 熱電偶的類型和可用模板

　　2.1熱電偶類型

　　根據使用材料的不同，分不同類型的熱電偶，以分度號區分，分度號代表溫度范圍，且代表每種分度號的熱電偶具體多少溫度輸出多少毫伏的電壓，熱電偶的分度號有主要有以下幾種。

　　表2 分度號對照表

　　2.2可用的模板CPU類型模板類型支持熱電偶類型

　　表3 S7 300/400 支持熱電偶的模板及對應熱電偶類型

　　3. 熱電偶的補償接線

　　3.1 補償方式

　　熱電偶測量溫度時要求冷端的溫度保持不變，這樣產生的熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關系。若測量時冷端的環境溫度變化，將嚴重影響測量的準確性，所以需要對冷端溫度變化造成的影響采取一定補償的措施。

　　由于熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用貴金屬時)，而測溫點到控制儀表的距離都很遠，為了節省熱電偶材料，降低成本可以用補償導線延伸冷端到溫度比較穩定的控制室內，但補償導線的材質要和熱電偶的導線材質相同。熱電偶補償導線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動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測溫的影響，不起補償作用。因此，還需采用其他修正方法來補償冷端溫度變化造成的影響，補償方式見下表。

　　表4 各類補償方式

　　3.2各補償方式接線

　　3.2.1內部補償

　　內部補償是在輸入模板的端子上建立參比接點，所以需要將熱電偶直接連接到模板的輸入端，或通過補償導線間接的連接到輸入端。每個通道組必須接相同類型的熱電偶，連接示意圖如下。

　　表5 支持內部補償的模板及可接熱電偶個數

　　圖2 內部補償接線

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

　　3.2.2 外部補償—補償盒

　　補償盒方式是通過補償盒獲取熱電偶的參比接點的溫度，但補償盒必須安裝在熱電偶的參比接點處。

　　補償盒必須單獨供電，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。

　　補償盒包含一個橋接電路，固定參比接點溫度標定，如果實際溫度與補償溫度有偏差，橋接熱敏電阻會發生變化，產生正的或者負的補償電壓疊加到測量電勢差信號上，從而達到補償調節的目的。

　　補償盒采用參比接點溫度為0℃的補償盒，推薦使用西門子帶集成電源裝置的補償盒，訂貨號如下表。

　　表6 西門子參比接點的補償盒訂貨數據

　　圖3 S7-300模板支持接線方式