一个设想，减小热电势对测量的影响

langyan

记得在哪本书中有介绍：不同材料处于不同温度下连接，热电势符合基尔霍夫电压定律。是否意味着可以忽略测量线路的材料和温度，只要保证被测量、参考量以及ad转换3处的温度相同，就可以忽略测量线路热电势对测量结果的影响呢？

hu8421

引用楼主langyan于2010-01-10  11:45发表的 一个设想，减小热电势对测量的影响 :
记得在哪本书中有介绍：不同材料处于不同温度下连接，热电势符合基尔霍夫电压定律。是否意味着可以忽略测量线路的材料和温度，只要保证被测量、参考量以及ad转换3处的温度相同，就可以忽略测量线路热电势对测量结果的影响呢？

要明白热电动势产生的原因,所谓热电动势就是原电池效应(热电偶效应),减少热电动势材质很重要,单一金属纯度越高越好,其二硬性接触采用同材质,接触要好,以面接触,且接触面要洁净,其三焊连要避免对接和相距,尽可能采用搭接靠紧,能长则长。用电路板尽可能采用双面板,孔径稍大于原件管脚为佳,用线连材要用纯铜线,不要采用如网线,电话线等。

lmserver

孔径稍大于原件管脚为佳,------------------------>孔小了你也插不进去。[s:33]

用线连材要用纯铜线,不要采用如网线,电话线等--------------------------->网线效果很好。[s:36]

hu8421

你说得对,一般都是这样呀。

lymex

理论上热电动势=温差×材料特性，是乘积关系。
实际上两个都不会是理想的0，因此要靠两方面共同努力。

langyan

引用第5楼lymex于2010-01-10 20:57发表的 :
理论上热电动势=温差×材料特性，是乘积关系。
实际上两个都不会是理想的0，因此要靠两方面共同努力。

老大的这个说法说到了问题的点子上。温差不可能是0，材料特性也不可能是0.
我现在要分析的是：如果测量一个电池电压，我保证了被测电池、参考电压和ad转化器件三者温度相同，表笔探头处选择同材质，那么是否就可以不用考虑其他部位的材质和温度呢？

如果不行的话，还有什么地方应该考虑，希望通过那个基尔霍夫理论，顺藤摸瓜把关键点找出来，针对关键点进行材质和温度控制，对无关紧要的地方不要进行无谓的投入。

langyan

更容易感性认识的是电阻，问题转化成测电阻：
如果测量一个电阻，我保证了被测电阻、参考电阻和ad转化器件三者温度相同（假设可以忽略参考电压引入的误差），表笔探头处选择同材质，那么是否就可以不用考虑其他部位的材质和温度呢？

xiaosun

热电动势不会很大，测电池我想能忽略不计

langyan

3.中间导体定律在热电偶回路中接入中间导体（第三导体），只要中间导体两端温度相同，中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响，这就是中间导体定律。
应用:依据中间导体定律，在热电偶实际测温应用中，常采用热端焊接、冷端开路的形式，冷端经连接导线与显示仪表连接构成测温系统。
有人担心用铜导线连接热电偶冷端到仪表读取mV值，在导线与热电偶连接处产生的接触电势会使测量产生附加误差。根据这个定律，是没有这个误差的！

csclz

我的看法，可能错误：
看测量的精度，热电势一般uv级，如果测量结果mv级就可以忽略。
对测量者来说，能做的就是尽量保证机外环境温度在推荐范围，并尽量恒定，还有适当的热机是必不可少的，待测物温度和环境温度一致也是必须的。
如果是仪表设计，要考虑的就更多了

lymex

低热测试下，看中间导体定律是没有用的，因为那个定律的成立的条件是温度相等，而实际上是不等的。
测试mV级的信号要是能忽略uV级的热电，那精度只有0.1%。

还是那句话，要想减少热电动势，一个是要采取均温措施，例如用双外壳、大热沉、防风罩、减少发热。另一个是要用好材料，比如纯铜/紫铜、碲铜镀金、尽量用压接而不是焊接、要焊接采用低热焊锡等措施。

xiaosun

对大多数测量来说热电动势影响不大，本身温差不会太大，而普通线材的热电势也不会太大，即使常用的K型热电偶也只有40μV/℃。
当然高精度、小信号测量还是有影响

langyan

老大说的很有道理，Cu对Cu热电势是0.2uV/摄氏度，温度要提高一个数量级都难，别说2-3个，看来是要多渠道解决问题。另外
高位表线路板焊接用什么焊锡好？特别是采样放大部分。
我打听低热焊锡有两种：
1、无铅锡的熔点一般在220度，成分Sn99.3-Cu0.7的，锡铜合金
2、Sn63/Pb37有铅锡熔点在183度

langyan

通过这段时间逛坛子和6位半实际测试，觉察到降低热电势的简易原则
    材料同质很关键，同温更关键。但是即便同质也不能使其降到0，如果测量分辨力10uV以上，接入非同质导电材料甚至是铁，只要保证所用材料足够小，使其温度梯度小，就可不计较其热电势。这也解释了为什么老大抛弃了采用低热焊锡。因为焊锡本身体积小，温度差足够小，这符合第三导体定律。
    所以在不得已用第三材质时，尽量使其体积小。1、焊锡在满足焊接的情况下尽量少用，不要堆焊。2、鱼夹或接线柱尽量用小个头的，并且将其整体处于一个环境中，这样可节省几百元的接线柱，而改用价格相对便宜的优质导线贯穿腔体。3、各个细长体尽量要同质，且优质，而且这种材料自身的热电势要小。因为细长体的温度难保证，杂质分布不均匀的材料不能作为细长体使用。

youngliu

如果要在面板用接线柱，应该位于同一高度，这样可以减少温度梯度。34401A就存在温度梯度，将短路插头对调插入会有1~2uV的差异估计就是因为其电压输入两全插孔不在同一高度，存在温度差，而原本正插已经温度平衡，反插之后会又需要温度平衡。

shichen717

测电阻与测电压不同。

测电阻为有源测量，通常用脉冲法/delta法去除热电动势，只要时序合理，理论上可将热电动势及其变化完全消除。
测电压为无源测量，理论上没有好办法，只能恒温+保温+等待温度梯度消失。