山東省萊州市計量測試所　冷學（xué）良

　　對於無前置放大的動圈式溫度儀表，如XCT係列（liè），因無室（shì）溫自（zì）動補償裝置，操作工一旦不能及時調節機（jī）械零位，冬夏兩季溫度顯示附（fù）加誤差就會高達20℃(對K型（xíng）儀表而言)，這個誤差超出儀表基本誤差的兩倍。每次（cì）檢定，都要（yào）隨季節不同重新調節機械零位。為提高測量準確度，降低誤差，在原有儀表的基礎上加裝（zhuāng）一溫（wēn）度補償裝置。    

　　一、工作原理

　　把具有正溫（wēn）度係數的銅電阻，接到橋路的一臂，當溫度變化時，銅電（diàn）阻R_cu變化，使（shǐ）橋路輸出一與溫度成正比變化的毫伏（fú）信號（hào），此信號串接於熱電偶回（huí）路與電偶信號疊加，就能達到溫度自動補償的作用。電路圖如圖所示:
    

　　二、電路解釋（shì）及參數設定

　　1.橋路（lù）設計:
    R₁、R₂、R₃、R_cu組成橋路，為使兩支路I₁、I₂恒定且相等，不隨R_cu變（biàn）化（huà）而（ér）變化，故取R₁、R₂較大且相等。
    取R₁=R₂=(1000±2)Ω(用精密（mì）金屬膜電阻，用萬用電橋精選（xuǎn）)。
    取R₃=10.00Ω(用精密金屬膜電阻，用萬用電橋精選)，R_cu取值在0℃時也取（qǔ）10.00Ω，當溫度在0℃時，R_cu=R₃，R₁=R₂，橋路平衡，A、B電位相等，U_BA=0，補償就是0℃。
    因為銅（tóng）電阻R_cu難以在0℃環境取值，故在室溫20℃時取。
    查表Cu50熱電阻微分電阻值:，
    則（zé）對10Ω的（de）銅電阻的微分電阻（zǔ）值為:
    dR/dt=0.214/5=0.043Ω/℃
    所以在20℃，10Ω(0℃)的（de）銅電（diàn）阻值為:
    R_cu=10+0.043×20=10+0.86=10.86(Ω)
    用0.13mm漆包線在20℃下量出10.86Ω阻值，繞到骨架（jià）上，把R_cu接到橋路中。
    設I₁=I₂=1mA
    則（zé）在20℃時，U_BA=U_B-U_A=1mA×10.86Ω-1mA×10.00Ω=0.86mV。此值比在20℃時所要補償的0.82mV稍大。所以I₁=I₂應修正為（wéi）0.95mA。
    即:U_BA=0.95×(10.86-10.00)=0.817≈0.82mV。符合要求。
    則橋路供電電壓:V=U_CD=0.95mV×(1000+10)Ω=0.96(V)，由於銅電阻的微分電阻值為線性的（de），所以在（zài）0～40℃範圍內（nèi）均符合要求。

　　2.電源設計:
    電源用（yòng）XCT儀表本身變壓器，本人試著用控製（zhì）板電源、斷偶保護（hù）電源，對儀表均有影響，所以隻好用指（zhǐ）示燈（dēng）電源，該（gāi）電源交流為(5～6)V，整流為（wéi）直流(6～7)V，對穩壓的穩定性來講偏低，所以隻好采用倍（bèi）壓整流。這樣U_ED在12V以上（shàng）。
    D₁、D₂為IN4007。C₁、C₂取25V/100μF即可。R₃為限流（liú）電阻，D₃為穩壓二極管（guǎn），取穩（wěn）壓值為6V。
    若I_D3=10mA(此電流穩壓值最好)，則=600Ω
    功率為V₂/R=36/600=6/100(W)，用1/4普通電阻即可。
    R₄為分壓電阻，此電（diàn）阻取值要準確，要用金屬膜電阻。
    R₄=U_F-U_C
    
    因為（wéi）U_F不一定正好為6V，對一支具體的穩壓管可能有偏（piān）差（chà），要用數顯表測量U_F，再算出R₄。U_F要用（yòng）數顯表測出小數點後兩位，R₄也要精確（què）到小數點（diǎn）後兩（liǎng）位。
    以上設計（jì）是對於配K型電偶（ǒu）的儀表而言，對於S型、E型等儀表，橋路電路可以（yǐ）不變，穩壓（yā）6V以前的電路不變(這樣有利於（yú）批量生產)，隻是改變R₄，這（zhè）樣U_CD就變了。I₁=I₂，則U_BA=U_B-U_A=I₁(10.86-10.00)就能改變，這樣就（jiù）可以製作補償不同型號的溫度補償器。    

　　三、安裝

　　把R_cu裝在後（hòu）麵空餘的接線柱上，其他元件焊（hàn）到一廢棄的測量板上，裝到表一側的空餘地方(鐵板留（liú）有長（zhǎng）方孔，裝上一個插座（zuò）即可)，A、B端串接於電（diàn）偶（ǒu）與測量電（diàn）路，此電路經過驗證，效果良好。

　　本附加電路原理與結構簡單，成（chéng）本很低(約2～3元)，但（dàn）對儀表的零位自動補償效果很好，這（zhè）樣可以消除溫度帶來的附加誤差，也可減少操作工隨時調機械零位（wèi）麻煩，這是對動（dòng）圈表30年來的一次改革。