K型热电偶 ITS90计算方法

### K型热电偶及其ITS-90计算方法解析 #### 一、概述 热电偶是一种常用的温度测量工具，在工业生产和科学研究中有着广泛的应用。K型热电偶是其中较为常见的一种类型，由镍铬-镍硅两种金属组成，具有良好的线性度和稳定性。在实际应用中，为了确保测量精度，需要对热电偶的输出电压进行精确计算。国际温标ITS-90(International Temperature Scale of 1990)为热电偶的校准提供了一套标准方法。 #### 二、ITS-90计算方法 ##### 2.1 ITS-90简介 ITS-90是一种国际认可的温度标准，旨在通过定义特定温度点来建立一个统一的温度测量系统。该标准覆盖了广泛的温度范围，并为不同类型的热电偶提供了详细的校准数据。 ##### 2.2 K型热电偶的ITS-90计算方法 K型热电偶的ITS-90计算主要涉及两个方面：温度到电动势(Thermoelectric Voltage, EV)的转换以及电动势到温度的反向转换。 ###### 2.2.1 温度到电动势的转换 此部分代码实现了一个名为`GetEv_Cool`的函数，用于计算温度T对应的电动势EV。其计算公式采用多项式展开的形式，具体如下： \[ \text{EV} = \sum_{x=0}^{11} C_{toVx}[i][x] \cdot T^x \] 其中，\( C_{toVx}[i][x] \)为多项式的系数，根据温度范围的不同而有所变化： - 当\( T > 0 \)时，\( i = 1 \)； - 当\( T \leq 0 \)时，\( i = 0 \)。 这些系数存储在数组`CtoVxs`中，每个温度区间对应两组不同的系数，分别适用于正温和负温情况。 例如，对于\( T > 0 \)，系数为： - \( C_{0} = 0.394501280250E-01 \) - \( C_{1} = 0.236223735980E-04 \) - \( C_{2} = -0.328589067840E-06 \) - ... 对于\( T \leq 0 \)，系数为： - \( C_{0} = -0.176004136860E-01 \) - \( C_{1} = 0.389212049750E-01 \) - \( C_{2} = 0.185587700320E-04 \) - ... 通过这些系数，可以准确地计算出给定温度下的电动势。 ###### 2.2.2 电动势到温度的转换 这部分代码实现了一个名为`GetK_t`的函数，用于计算电动势EV对应的温度T。同样采用多项式展开的方式进行计算： \[ \text{T} = \sum_{x=0}^{10} C_{VtoCx}[i][x] \cdot EV^x \] 其中，\( C_{VtoCx}[i][x] \)为多项式的系数，根据电动势范围的不同而有所变化： - 当\( EV > 20.644 \)时，\( i = 2 \)； - 当\( EV > 0 \)且\( EV \leq 20.644 \)时，\( i = 1 \)； - 当\( EV \leq 0 \)时，\( i = 0 \)。 这些系数存储在数组`VtoCxs`中，每个电动势区间对应三组不同的系数。 例如，对于\( EV > 20.644 \)，系数为： - \( C_{0} = -1.318058E+02 \) - \( C_{1} = 4.830222E+01 \) - \( C_{2} = -1.646031E+00 \) - ... 对于\( EV > 0 \)且\( EV \leq 20.644 \)，系数为： - \( C_{0} = 0.000000E+00 \) - \( C_{1} = 2.508355E+01 \) - \( C_{2} = 7.860106E-02 \) - ... 对于\( EV \leq 0 \)，系数为： - \( C_{0} = 0.0000000E+00 \) - \( C_{1} = 2.5173462E+01 \) - \( C_{2} = -1.1662878E+00 \) - ... 通过这些系数，可以准确地计算出给定电动势下的温度值。 #### 三、总结 本文详细介绍了K型热电偶在ITS-90标准下的计算方法，包括温度到电动势的转换和电动势到温度的反向转换。通过对这些计算公式的深入理解，可以更准确地使用K型热电偶进行温度测量。在实际应用中，合理选择热电偶类型并正确应用计算方法对于提高测量精度至关重要。