山东省莱州市计量测试所　冷学良

　　对于无前置放大的动圈式温度仪表，如XCT系列，因无室温自动补偿装置，操作工一旦不能及时调节机械零位，冬夏两季温度显示附加误差就会高达20℃(对K型仪表而言)，这个误差超出仪表基本误差的两倍。每次检定，都要随季节不同重新调节机械零位。为提高测量准确度，降低误差，在原有仪表的基础上加装一温度补偿装置。

　　一、工作原理

　　把具有正温度系数的铜电阻，接到桥路的一臂，当温度变化时，铜电阻R_cu变化，使桥路输出一与温度成正比变化的毫伏信号，此信号串接于热电偶回路与电偶信号叠加，就能达到温度自动补偿的作用。电路图如图所示:

二、电路解释及参数设定

　　1.桥路设计:
R₁、R₂、R₃、R_cu组成桥路，为使两支路I₁、I₂恒定且相等，不随R_cu变化而变化，故取R₁、R₂较大且相等。
取R₁=R₂=(1000±2)Ω(用精密金属膜电阻，用万用电桥精选)。
取R₃=10.00Ω(用精密金属膜电阻，用万用电桥精选)，R_cu取值在0℃时也取10.00Ω，当温度在0℃时，R_cu=R₃，R₁=R₂，桥路平衡，A、B电位相等，U_BA=0，补偿就是0℃。
因为铜电阻R_cu难以在0℃环境取值，故在室温20℃时取。
查表Cu50热电阻微分电阻值:，
则对10Ω的铜电阻的微分电阻值为:
dR/dt=0.214/5=0.043Ω/℃
所以在20℃，10Ω(0℃)的铜电阻值为:
R_cu=10+0.043×20=10+0.86=10.86(Ω)
用0.13mm漆包线在20℃下量出10.86Ω阻值，绕到骨架上，把R_cu接到桥路中。
设I₁=I₂=1mA
则在20℃时，U_BA=U_B-U_A=1mA×10.86Ω-1mA×10.00Ω=0.86mV。此值比在20℃时所要补偿的0.82mV稍大。所以I₁=I₂应修正为0.95mA。
即:U_BA=0.95×(10.86-10.00)=0.817≈0.82mV。符合要求。
则桥路供电电压:V=U_CD=0.95mV×(1000+10)Ω=0.96(V)，由于铜电阻的微分电阻值为线性的，所以在0～40℃范围内均符合要求。

　　2.电源设计:
电源用XCT仪表本身变压器，本人试着用控制板电源、断偶保护电源，对仪表均有影响，所以只好用指示灯电源，该电源交流为(5～6)V，整流为直流(6～7)V，对稳压的稳定性来讲偏低，所以只好采用倍压整流。这样U_ED在12V以上。
D₁、D₂为IN4007。C₁、C₂取25V/100μF即可。R₃为限流电阻，D₃为稳压二极管，取稳压值为6V。
若I_D3=10mA(此电流稳压值最好)，则=600Ω
功率为V₂/R=36/600=6/100(W)，用1/4普通电阻即可。
R₄为分压电阻，此电阻取值要准确，要用金属膜电阻。
R₄=U_F-U_C

因为U_F不一定正好为6V，对一支具体的稳压管可能有偏差，要用数显表测量U_F，再算出R₄。U_F要用数显表测出小数点后两位，R₄也要精确到小数点后两位。
以上设计是对于配K型电偶的仪表而言，对于S型、E型等仪表，桥路电路可以不变，稳压6V以前的电路不变(这样有利于批量生产)，只是改变R₄，这样U_CD就变了。I₁=I₂，则U_BA=U_B-U_A=I₁(10.86-10.00)就能改变，这样就可以制作补偿不同型号的温度补偿器。

　　三、安装

　　把R_cu装在后面空余的接线柱上，其他元件焊到一废弃的测量板上，装到表一侧的空余地方(铁板留有长方孔，装上一个插座即可)，A、B端串接于电偶与测量电路，此电路经过验证，效果良好。

　　本附加电路原理与结构简单，成本很低(约2～3元)，但对仪表的零位自动补偿效果很好，这样可以消除温度带来的附加误差，也可减少操作工随时调机械零位麻烦，这是对动圈表30年来的一次改革。