一种基于拟合算法的热电偶线性化处理简易实现方法

何浪涛

摘 要：文章通过一个工控产品的开发实例，提出了一种使用高性能微控制器和适宜的计算机辅助设计软件，简便容易地解决热电偶测温系统开发中输出电势和对应温差值非线性问题的方法。作者的设计思路较为新颖，具有一定的创新性。同时，文章关于拟合函数表达式阶数选择的实践结论，对同类工业自动化产品的开发也有一定的参考价值。

关键词：线性化处理；智能仪表；拟合算法；函数表达模型；MATLAB

引言

热电偶基于热电效应原理进行温度测量，在工业温度测控领域被广泛使用。与热电阻相比，热电偶具有测温范围广、机械强度高、装配简单等优点；但同时也存在电势率低、输出电势与被测温差值线性度较差的缺点。

20世纪90年代之前的温度测控仪表大多采用模拟电路设计，需要专门的硬件电路来处理热电偶输出电势与温差值非线性的问题。在需要较高的测温精度时，该部分硬件电路将非常复杂，导致当时的热电偶测温系统要么精度低，要么价格非常昂贵。

在20世纪90年代之后，特别是进入21世纪，微控制器在工业测控仪表中得到了广泛应用，一般将使用微控制器技术设计的仪表称为智能仪表。微控制器强大的整数和浮点运算能力使得廉价高精度热电偶测温系统的实现成为可能。

1 智能热电偶测温系统线性化处理的常用方法

在对热电偶输出电势进行线性化处理时，智能仪表通常采用“查表法”或“拟合算法”。……