T7 热电偶（应用说明）
本应用说明介绍了使用 LabJack T7 进行热电偶测量的必要步骤。
连接热电偶的 T7

教程：T7 和 J 型热电偶

以下说明将帮助您使用 Kipling 将 J 型热电偶连接到差分输入配置中的 LabJack T7。完成此操作后，将介绍如何读取 J 型热电偶的值并使用 LJLogM 将数据保存到 .csv 文件。


1. 阅读T7快速入门指南。
2. 阅读我们的主要热电偶应用说明并将热电偶连接到 T7。
请参阅我们的主要热电偶应用说明页面上的信息。连接部分描述了连接选项。对于本教程，我们建议在 T7 上配置 AIN0 和 AIN1 之间的差分连接。

3. 运行我们的Kipling 软件并打开 T7。
4. 在 Kipling 中配置模拟输入通道。
可以使用热电偶 AIN 扩展功能配置热电偶测量，也可以单独将 AIN 设置为适合热电偶和 CJC 测量的设置。后一种选项还要求您在软件中处理电压到温度的转换数学。我们建议尽可能使用 AIN_EF 方法。
AIN_EF 方法：
导航到模拟输入选项卡。
按下+选项标题下方的按钮来显示 AIN0 模拟输入通道的其他配置设置。
将 更改Negative Channel为AIN1（除非使用单端接线配置）。对于编程设置，这相当于将寄存器设置AIN0_NEGATIVE_CH为1。
将 T7 的AIN_EF 系统（Extended Feature (EF)下拉菜单）配置为 AIN0，用于 J 型热电偶。对于编程设置，这相当于将寄存器设置AIN0_EF_INDEX为21。
可选步骤：如果使用 LM34 作为 CJC 源，则将 更改为 （CJC Modbus Address将` ` 替换为适当的 AIN 编号）。对于编程设置，这相当于将寄存器设置为所需的 AIN Modbus 地址。将 更改为并将 更改为。对于编程设置，这相当于将寄存器设置为并将更改为。TEMPERATURE_DEVICE_KAINxxAIN0_EF_CONFIG_BSlope 55.56Offset 255.37AIN0_EF_CONFIG_D55.56AIN0_EF_CONFIG_E255.37
热电偶温度读数现在应显示在 AIN0 值附近。对于编程控制，读数AIN0_EF_READ_A将返回热电偶温度。
要保存这些设置，以便在设备上电时将 AIN0 和 AIN1 线配置为热电偶输入通道，请转到Kipling 中的“上电默认值”选项卡，然后按照步骤保存Current Device Settings为上电默认值。
传统/手动方法：

导航到模拟输入选项卡。

按下+选项标题下方的按钮来显示 AIN0 模拟输入通道的其他配置设置。

将 更改Negative Channel为AIN1（除非使用单端接线配置）。对于编程设置，这相当于将寄存器设置AIN0_NEGATIVE_CH为1。

Range将改为-0.1 V to 0.1 V。如果你知道你的热电偶输出不会超出±0.01 V 输出的范围，则应改为Range。 -0.01 V to 0.01 V对于编程设置，这相当于将寄存器设置AIN0_RANGE为0.1或0.01。

要保存这些设置，以便在设备通电时，转到Kipling 的“开机默认值”选项卡并按照步骤将Current Device Settings其保存为开机默认值。
5. 打开LJLogM。
关闭 Kipling，然后在 LJLogM 中打开该设备。

6. 配置热电偶测量。
可以设置热电偶测量以使用热电偶 AIN_EF 返回温度读数，或者从 LJLogM 中的 AIN 上的普通电压测量转换而来。首先查看上面步骤 4 中的配置。

AIN_EF 方法：

确保AIN0_EF_READ_A 在Names row0 的列中。这将配置 LJLogM 以测量 row0 中的 AIN0 热电偶温度，并在Value列中报告。从这里跳到步骤 9。

传统/手动方法：

确保AIN0 位于Names 第 0 行的列中。这将使 LJLogM 测量第 0 行中的 AIN0，该行被配置为测量热电偶电压，如前面的步骤中所述。

7. 配置 CJC 测量（仅适用于传统/手动方法）。
AIN0 端子的温度应为热电偶冷端温度，应找到进行冷端补偿。将第 1 行列中的寄存器名称替换Names 为适合您的 CJC 测量的寄存器。如果您使用内部温度传感器进行 CJC，则第 1 行列Names应设置为TEMPERATURE_DEVICE_K。有关设备温度寄存器的更多信息，请参阅T 系列数据手册中的内部温度传感器部分。

8. 应用缩放（仅适用于传统/手动方法）。
LJLogM 的缩放方程列可用于将热电偶电压转换为温度。请参阅LJLogUD / LJLogM文档中的缩放方程描述。第 0 行中 AIN0 测量所需的方程为：
y=TCVoltsToTemp[J:a:b]                             // 开氏度
y=TCVoltsToTemp[J:a:b]-273.15                 // 摄氏度
y=1.8*(TCVoltsToTemp[J:a:b])-459.67       // 华氏度


... 其中J表示 J 型热电偶，a是第 0 行测量的原始值（原始热电偶电压），b是第 1 行测量的原始值（开尔文冷端温度）。该TCVoltsToTemp 函数支持 B、E、J、K、N、R、S 和 T 型热电偶。这样，Scaled第 0 行中的列应报告热电偶温度。

请注意，缩放方程变量为a-p对应于 row0-row15。例如，row4 对应于缩放变量e。如果要将上述缩放方程应用于 row0 和 row1 以外的通道，则应进行相应调整。

9. 检查热电偶温度，如有必要，排除故障。
完成上述步骤后，您应该会看到第 0 行返回的值中报告了良好的热电偶温度。如果您没有看到良好的测量值，请参阅我们的热电偶应用说明“故障排除提示”部分。

10. 可选：配置附加热电偶。
对于您想要在其他 AIN 通道上配置的任何其他热电偶，重复步骤 2-9。例如，将 LJLogM 行 2Names 列设置为AIN2 以获取热电偶的原始热电偶电压AIN2。此外，请确保更改# ChannelsLJLogM 以反映您想要进行测量的行数。

11. 将数据记录到文件。
在 LJLogM 中获取所有想要的热电偶读数后，您可以通过单击LJLogM 中按钮Write to File 附近的小单选按钮开始将数据记录到文件中。这会将数据保存为制表符分隔的 ASCII 文件，并在第一列中显示时间戳。有关更多信息，Exit 请参阅 LJLogUD和 LJLogM 时间戳页面。

进一步
T7 兼容多种热电偶类型，包括 B、C、E、J、K、N、R、T 和 S。如需最新列表，请参阅T 系列数据表的 AIN/AIN_EF 部分中的14.1.1 热电偶节。如果您的应用需要其他热电偶类型，

更详细内容请看北京迪阳公司官网：www.pc17.com.cn

请告知我们。

多个热电偶（2 至 42 个）
T7 能够使用差分测量技术测量多达 42 个热电偶，当与Mux80和任何必要的CB37扩展板结合使用时。当一次连接多个热电偶时，建议客户将它们连接起来，以便差分输入可以进行模拟测量。例如，将热电偶的正极引线连接到正模拟输入通道，然后将热电偶的负极引线连接到负模拟输入通道。然后在负极引线和可用的 GND 端子之间连接一个电阻（值介于 10K 和 1M 之间）。使用差分输入模式从多个热电偶收集数据有助于解决几个常见的热电偶问题，有关更多详细信息，请参阅通用热电偶应用说明中的“热电偶问题”部分。  测量多个热电偶时，强烈建议避免问题 #5。

有关哪些通道是正通道和负通道的更多信息，请查看 T 系列模拟输入数据表页面的“单端或差分”部分。另请查看Mux80 数据表中的表 2 ，了解有关正通道和负通道的通道映射/接线详细信息以及T 系列设备数据表中的扩展通道部分。

设备功能
T7 系列设备具有直接测量原始热电偶信号所需的分辨率和放大率。如果您为外部冷端温度传感器（例如LM34）保留 1 个通道，并且不通过进行差分测量来考虑任何常见的热电偶问题，则单个 T7 本身可以测量多达 13 个热电偶（您可能需要 CB37 ）。要处理更多信号，可以轻松使用多个 T7（取决于软件），或者您可以使用Mux80多路复用器板，用单个 T7 处理多达 83 个热电偶。我们通常建议客户坚持 42 个热电偶的限制。

-Pro 设备具有 24 位低速 Sigma-Delta 转换器，非常适合热电偶。除了改进的分辨率外，该转换器还能出色地抑制 50/60 Hz 噪声（ResolutionIndex = 11 或 12），而噪声是热电偶应用中的常见问题。

请参阅热电偶应用说明主页上的信息。特别是，通读并发症 1-5，决定要使用什么进行 CJC，并尽可能避免并发症 #5（接地环路）。

解决
分辨率和准确度之间有何区别？请参阅分辨率和准确度应用说明。

K 型热电偶提供大约 37 μV/°C。输出为 -270 °C 时的 -6.458 mV 至 1372 °C 时的 +54.886 mV。

T7 的最大 ResolutionIndex 为 8，T7-Pro 的最大 ResolutionIndex 为 12，热电偶使用的典型范围为 ±100 mV。从T7 用户指南附录 A-3-1来看，在 ±0.1 范围内，ResolutionIndex=8 时的典型设备分辨率约为 6.3 μV（无噪声）和 1.3 μV（有效）（K 型为 0.2 和 0.04 °C）。ResolutionIndex=12 时，约为 1.2 μV（无噪声）和 0.2 μV（有效）（K 型为 0.03 和 0.005 °C）。有效数字意味着大多数样本（1 个标准差）将落在该范围内。

请注意，热电偶发出的实际信号可能带有实际噪声，超出了上述设备本身的内部噪声。T7-Pro 上的高分辨率 Sigma-Delta 转换器具有出色的噪声抑制能力，尤其是在将 ResolutionIndex 设置为 12 时可抑制 50/60 Hz 噪声。

还要注意，空气中的温度往往会出现许多小的波动。热电偶信号上看似噪音的东西可能是真实的温度变化。

准确性
根据T7 用户指南的附录 A-3，该设备在 ±0.1 V 范围内校准到绝对精度为满量程的 ±0.01%。满量程为 0.2 V，因此相当于精度为 ±20 μV，这相当于K 型热电偶的精度约为 ±0.5 °C，这比热电偶本身更精确（根据复杂因素 #4）。

热电偶系统中还有其他误差源，特别是冷端温度测量中的任何误差都会反映为热电偶温度的误差。使用内部温度传感器时，预计误差约为 ±2.0 °C ，如果使用常见的LM34CAZ传感器，则室温下精度约为 ±0.5 °C。如果热电偶的本地端温度都相同，则 CJC 误差将对它们产生同等影响，并且不会影响热电偶之间的相对精度。

补充笔记
要配置 AIN0-AIN13 以外的模拟输入，您可以使用 Kipling 中的寄存器矩阵，以编程方式进行配置，例如使用我们的LJM 包装器之一，或者在 Windows 上，您可以使用“其他实用程序应用程序”页面中的“AINEFConfigTool.exe” 。当您想要为多个通道配置相同的 AIN_EF 设置时，此工具非常有用。

AIN_EF 与流模式采集不兼容，因此使用流模式时需要使用上面教程中提到的手动/传统测量方法。
如果您打算进行程序控制，请注意我们有各种语言的示例，例如C、Python 和 LabVIEW。
如果您打算进行程序控制，并且正在使用上述教程中提到的传统/手动热电偶测量方法，请注意我们的TCVoltsToTemp函数可用于处理电压到温度的转换。