电缆温度测量用的数字式热电偶温度计

　　电力电缆运行中导体的温度是确定其载流量的重要依据，为确保电缆安全运行，采用精确的方法确定地下电缆的载流量和温度分布是非常有意义的。以热电偶为要测温传感器，用高精度ICL7135芯片作为A了D转换器，以AT89C51为控制核心制作用于测量电缆温度的数字式温度计，可以克服传统温度计的不足。实测结果表明该温度计的分辫率能达到0.01℃，精度能够达到0.05℃，符合对电力电缆的导体及周围土壤温度测量的要求。

　　城市电力输送越来越多地采用地下电缆的形式。电力电缆运行中导体的温度是确定其载流量的重要依据，若电缆超温会导致绝缘损坏。对不同绝缘材料的电缆，允许的运行温度有明确规定。因此为了保证电力电缆能够在额定负荷下工作，确保电力系统的安全可靠行，对电力电缆的导体及周围土壤温度的测量有极其重要的意义。

　　传统使用的温度计通常有精度为1℃和0.1℃的水银、煤油或酒精等玻璃液体温度计，这些温度计读数困难，使得整个测量结果的误差很大，而且它们的热容量较大，达到热平衡所需的时间较长。另一方面，玻璃液体温度计也难以深入到地下测量电缆及其周围土壤温度。压力式温度计、热电阻和非接触式温度计同样存在上述缺点。热电偶具有测量精度高、测量范围广、构造简单，使用方便的优点，成为工业上最常用的温度检测元件之一。热电偶外有保护套管可直接与被测对象接触，因此可以直接测量深埋地下直接测量电缆及其周围土壤温度。

　　本数字温度计以热电偶为主要测温传感器，用高精度ICL7135芯片作为AZD转换器，以AT89csl为控制核心，测量精度可达0.05℃。

　　1、电偶的特性

　　热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点有:测量精度高、测量范围广、构造简单，使用方便。热电偶的工作原理如图l所示。

　　两种不同成分的导体两端经过焊接、形成回路。直接测温端叫测量端，接线端子端叫参比端。当测量端和参比之间存在温差时，就会在回路时产生热电流.接上显示仪表，仪表上就显示出热电偶所产生的热电动势的对应温度值。热电偶的热电动势将随着测量端温度升高而增长，热电动势的大小只和热电偶导体材质以及两端温度有关，和热电极的长度、直径无关。

　　本温度计使用的是最为常用的镍铬一镍硅热电偶(WRNK)，通常电缆所允许的最高温度为90℃，因此在该温度计对电力电缆的导体及周围土壤温度的测量时的量程选为}150℃，对热电偶的特性进行测试，测试电路如图2所示。T为测量端温度，TO为参比端温度，分别在TO为室温20℃和TO为O℃时测量了两条热电偶的U一T曲线，如图3所示。在两种参比温度下热电偶都有比较良好的线性度，而且在两种情况下具有相同的斜率。△U=T(20，0)旬.6omV。在其测温范围为}150℃时，其电动势范围为0.004~4.67mV。