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热电偶热电阻分度表换算

mV ↔ °C、Ω ↔ °C 双向换算。冷端补偿温度可调 —— 厂家手册只给 0℃ 的表,现场很少正好 0℃。
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NIST ITS-90 官方系数 · 28705 项三方对拍校验
热电偶(mV)
热电阻(Ω)
--
分度表批量预览 —— 改范围和步长,下表实时重算
→ °C,步长 °C
分度表数据是怎么保证的。没有抄表,也没有凭记忆写系数 —— 是从 NIST 官方文件 allcoeff.tab.txt(14 位有效数字)自动生成, 再拿官方分度表 type_*.tab.txt 的每一个数据点(1℃ 间隔,全表 12026 点) 逐一比对。

然后网页版、桌面版 exe、NIST 官方表做三方对拍,共 28705 项: 网页里看到的 = exe 里算出来的 = 官方分度表。任何一个字节不同就报错。
开发时这个工具被自己的断言逮住的四个错(都写在内核注释里):
① 一开始用 IEC 60584-1 Table 1 的逆函数系数当正函数用 —— 逆函数的次幂变量是电压不是温度,K 型 100℃ 算成 1.57mV(标准 4.096)。
② 凭记忆手写正向系数 —— 多项式直接发散,K 型 400℃ 算出 1075mV(标准 16.397)。
③ NIST 系数表的变量是 t 本身,不是 (t − t₀) —— 多做了一次位移,E 型 −270℃ 算出 0.000(正确 −9.835)。
④ K 型磁修正项里的 a2 = 126.9686 是指数项的位移点,不是独立加项 —— 写成 +a2,K 型 100℃ 变成 131.06mV。

还有一条更隐蔽的:凭记忆写的"标准锚点"全是错的。 我记 J 型 1000℃ = 43.318mV,官方表是 57.953mV;E 型 100℃ 我记 7.685,实为 6.319 —— 33 项断言失败的真正原因是我记错了,不是算错了。 所以最终锚点改成直接从文件读取:凭记忆的标准值比抄表还危险。
手册里的分度表只给 0℃ 冷端 —— 也就是说,你手上的表是「热端电压 − 冷端电压」。 可现场冷端很少正好 0℃,夏天柜子里三十多度。
不补这一项,读数就是错的。

一、它解决什么问题

两件现场天天干的事:

  1. 仪表显示一个 mV 或 Ω,要反查这是多少度 —— 比如万用表现在显示 10.153 mV。
  2. 要往 PLC 里写一个温度,让它输出对应的 mV —— 比如写 250℃,问该给 AI 通道多少电压。

两边都要冷端补偿:热电偶测出来的电压是两个接点的温差,热电阻则是纯阻值、不需要。


二、冷端补偿到底在算什么

参考函数(分度表)以 0℃ 冷端为基准。现场测到的电压是:

E_实测 = E(热端, 冷端)
E₀     = E_实测 + E(冷端, 0)      ← 补回冷端那一段
温度   = 分度表反查(E₀)

所以冷端温度必须填对。比如热端实际 250℃、冷端 25℃:

量值
E(250, 0)(分度表值)10.1534 mV
E(25, 0)(要减掉的)1.0000 mV
仪表实测电压9.1531 mV
⚠ 如果中间用了补偿导线,必须先把补偿线的分度号换算成同一体系, 不能直接套公式。S 型热电偶配的是铜质补偿导线,量级差很远。

三、8 种热电偶怎么选

分度号材质常用范围塞贝克系数典型用途
K镍铬-镍硅−200~1000 °C40.5 µV/°C最通用:燃气轮机、加热炉、反应釜
N镍铬-镍硅0~1000 °C26.8 µV/°CK 的耐蚀版,含硫还原气氛更稳
J铁-铜镍0~800 °C51.8 µV/°C工业窑炉、锅炉主力
E镍铬-铜镍−100~700 °C61.0 µV/°C低温型,灵敏度高、线性好
T铜-康铜−150~350 °C40.7 µV/°C低温精密测量首选,铜线可焊
S铂铑10-铂0~1500 °C6.0 µV/°C钢水测温,国内最常见
R铂铑13-铂0~1500 °C5.9 µV/°C高温冶金,稳定性优于 S
B铂铑30-铂铑6600~1600 °C0.05 µV/°C高温窑炉,稳定性最好
塞贝克系数那列是 25℃ 附近的实测值。两个容易误解的地方:
① N 型明显低于 K 型(26.8 vs 40.5)—— 不是 bug,Type N 合金配比不同, 输出只有 K 型的 2/3,100℃ 时 N=2.77mV 而 K=4.10mV。
② B 型在 25℃ 几乎没输出(0.05 µV/°C)—— 所以 B 型不用来测低温, 这是它天生只在 600℃ 以上用的原因。

四、B 型 0~130℃ 为什么不给结果

B 型在这个区间的热电势绝对值只有 0~65 µV,相邻 1℃ 只差几微伏, 低于任何 A/D 的有效位数。这不是精度不够,是原理上就分辨不出来。

工具在这个区间会主动提示,而不是给你一个看着精确、 其实完全是噪声放大出来的温度。要测这段请改用 N 型,或者直接拿测温枪。

五、热电阻

型号R₀(0℃)量程接法特点
Pt100100 Ω−200~600 °C两线/三线/四线最通用,分 A/B/C 三个准确度等级
Pt10001000 Ω−200~600 °C两线/三线/四线阻值大 10 倍,小电流测量、抗干扰强、适合长距离
Cu5050 Ω−50~150 °C两线/三线成本低,量程窄,室温与低温常用
Cu100100 Ω−50~150 °C两线/三线Cu50 的 10 倍阻值版
⚠ 负温区精度明显低:Callendar-Van Dusen 方程的二次式在 −200℃ 算出来比标准值偏 5%,−100℃ 偏 0.1%。这是公式本身的局限(IEC 60751 负温区另有方程), 本工具不引入那组系数,避免给出"看着精确其实错很远"的值。正温区 0~600℃ 偏差小于 0.01%。

另外:两线接法会引线电阻误差。Pt100 两线接法在 100m 远距离下可能偏好几度, 这就是为什么规范要求 3 米以上用三线或四线。


六、验证记录

校验层项数验什么
分度表全表比对120268 型 × 全量程,与 NIST 官方分度表逐点比对
内核结构断言14763往返一致性、冷端补偿自洽、超量程行为、系数物理量级
网页↔exe↔官方表 三方对拍28705三方一致,防止"两边一起错"

三方对拍这一层最关键:如果只做"网页 = exe",两边有可能一起错 (比如都用了同一份记错的系数)。引入官方表当第三方才抓得住。

跑一遍:

python test_temp_converter.py       # 内核 14763 项
python verify_temp_web.py           # 三方对拍 28705 项(需 Node.js)

七、桌面版还多了什么

本页在线版桌面 exe
需要安装否(有浏览器就行)否(单文件 exe)
无网现场用不了能用
命令行批处理—TempConv.exe K250、--out
打包自检—TempConv.exe --selftest(21 项)

exe 版命令行支持:K250(250℃ 的 K 型热电势)、 K10.5mV(反查)、K250@25(带冷端补偿)、 Pt100 110.3(110.3Ω 反查温度)。

用着有问题,或者有想要的功能?
直接发邮件到 26985331@qq.com,说明一下场景和现象就行。 工具会按反馈持续更新,更新记录会写在这一页。
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