工程说明：本应用简介使用了旧技术，因此作为

仅限起点。我们计划将来修订这份简报。

薄膜热电堆探测器和它的前辈金属丝热电偶一样，需要

参考结温度测量或恒温槽

参考接头。后者通常很难在工具中实现，因为

尺寸和重量要求。探测器参考结温度可以是

通过在探测器外壳上安装温度传感器来测量。一些

使用的传感器有：

一。热敏电阻珠，如黄色弹簧仪表，YSI-44201

2。信号二极管，如1N4148

三。集成电路，例如模拟设备AD590

这些设备的一个共同特点是它们需要电力来运行，并且

因此，导致自热。仪器设计师必须非常小心

不会破坏热电堆探测器的活动和

从温度传感器引入热瞬变的参考结

自动加热。记住这一点，我们将继续设计温度

补偿直流辐射计。

实现温度补偿网络主要有三个任务。这些

任务包括：

一。连接温度传感器以检测热电堆

参考接头。

2。设计一种探测器电压与

补偿电压。

三。将电压调整到固定的校准方案。

热电堆参考结的主要传热方式是

通过TO-5头导线和头本身。这些导线（带内部散热器

模型和ST模型探测器）通过玻璃与TO-5外壳热隔离

金属键，用于将导线密封到收割台。因为我们的工作是测量参考值

连接温度，在这些导线之间是连接我们温度的理想位置

传感器。该传感器应在TO-5外壳外部。一个简短的实验

解释原因。在典型的辐射计应用中，在

探测器与被测物体的有效连接。但是，温度

换能器具有几百兆瓦的内部自损耗。这些微波炉是

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由于大立体角~3sr.In，探测器接收效率更高

相比之下，一个ƒ/1光学系统的立体角约为0.63sr，接近于

系数小于5。关键是设备自加热会产生数百次的信号

大于我们试图检测到的信号。适当的温度

传感器如图1所示。其主要特点是：

一。该装置与探测器引线热耦合良好，并通过引线

探测器参考接头的传导。

2。该装置与探测器集管热耦合，从而阻尼

热瞬变。

三。设备自加热由探测器支架进行（未显示在

图1）。

导热水泥

温度传感器

图1。连接到探测器引线的温度传感器。

电路设计将基于YSI-44201热敏电阻。基本原则是

与其他设备相同，只会更改电路细节。图2示出了电路

使用安装在1M型探测器上的热敏电阻珠B1。A1放大探测器

电压和R3用于校准仪器。电压V1的形式

V1=k（Tt

4-Td

4） （一）

其中k=系统常数，包括探测器参数（见Vdet方程

在应用简介1的第2页），光学系统，以及A1的增益

Tt=绝对目标温度，单位为开尔文。

Td=绝对目标温度，单位为开尔文。

如果R7和R8的输入为零，则A3的输出为

V0=-R9

R3千分之三

4-Td

4]或V0=-R9

R3千吨

4个+

R9号

R3号

千吨级

四（二）

从这个结果我们可以看出，必须从

Vo补偿探测器参考结温度。

R9号

R3千吨/天

4个

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图2。带温度补偿的辐射计电路。

A2的电压为

瑞西15V

VT=-15

4兰特

或VT=-

4兰特

（2768.23至17.115Tc）（3）

式中，RYSI=2768.23-17.115Tc，Tc=探测器外壳温度，单位为°C，十进制

数值取自YSI-44201数据表，R5和R6的数值为

展示。这个电压，连同探测器电压和顶部的参考电压

R8，用A3求和。A3的最终输出电压为

R9 R9 R9.15 R9.15

V0=-

R3号

千吨

4岁以上[

R3号

千吨级

4个-

7.4兰特

（-2768.23+17.115摄氏度）-

8兰特

]（四）

当括号内的项为零时，辐射计是简写的当括号内的项为零时，辐射计被补偿，并且来自A3的电压

是

V0（补偿）=-

R9号

R3千吨

四（五）

这一结果将为我们的校准方案提供依据。

在应用简介1中，一个简单的辐射计显示温度范围为0°C

至200°C。该设计结果在表1中重复。

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目标

温度（Tt）

探测器

电压（Vdet）

补偿的

电压（V0）

K°C毫伏

2730-1.62 5.18

298 25 0.46 7.35

323 50 3.14 10.01号

373 100 10.71 18.04号

473 200 38.14 46.64号

表1。简易辐射计的非放大探测电压

w/环境温度=20oC。

对于这种设计，我们将让200°C的目标温度在A3输出时提供10伏电压。

A1的增益可计算为G=10/.04664=214.41。自探测器响应度

每个探测器的变化率为±10%，我们将用A1和

设置，使用可用的电阻值近似于G，R1=1K和R2=191K

增益A1为192。R9/R3的比率将在仪器校准期间进行调整，以给出

所需的系统增益，以提供10V a 200oC的输出。

下一步是根据方程式5确定仪器常数，当V0=10V时

Tt=473K

9 10兰特

R3号

k=-

（473）4=-1.998 x 10-10V/K4（6）

我们假设辐射计将用于0°C至50°C的环境中

先前确定的仪器常数和环境温度范围

所需的补偿电压（图3），以便提供准确的输出电压

与目标温度成正比。

1.0条

1.2款

1.4款

一点六

1.8款

2.0条

2.2款

0 10 20 30 40 50

环境温度（oC）

R9/R3 kTd

4伏

直线

辐射计

图3。所需补偿电压来自方程式4

环境温度与直线拟合。

R9号

R3号

千吨级

4个

虚线表示热敏电阻的线性电压配合（0°C时为1.08V

50°C时为2.15伏）。对于形式为Vc=mTc+b的方程，我们有

b=1.08；m=（2.15-1.08）/50

或

Vc=.0214Tc+1.08（7）

等式4和等式7括号部分的类系数

-9.15兰特

7.4兰特

17.115Tc=-0.0214Tc（8个）

保持热敏电阻自加热低，让R4=249KW。使用公式8并使用

标准电阻值，R9=10KW，R7=482W。选择最接近的1%

电阻R7=487W。

9.15兰特9

7.4兰特

2768.23至15

8兰特

=-1.08（9）

求解R8的方程9，我们得到R8=33.3KW。再次选择最近的1%电阻

R8=33.2千瓦。

总结：R9=10KW，R8=33.2KW，R7=487W，R4=249KW。代替这些

方程4括号内的值，使用方程6，我们得到

D=-1.998 x 10-10Td

4-1.09376-0.02117Tc（10个）

图4示出等式10的电压误差图。

-40个

-20个

0个

20个

40个

60个

0 10 20 30 40 50

环境温度（oC）

毫伏变化

图4。四次幂律线性拟合引起的电压补偿误差。

本应用简介详细介绍了一种补偿直流电温度的方法

热电堆辐射计。简单的电路和1%的电阻与磁珠一起使用

热敏电阻。所描述的基本原理可以用其他温度来实现

传感器。