可移除PCB接线盒冷结补偿

技术领域

本公开涉及一种与外部热电偶一起使用以执行温度测量的现场端接输入模块，更具体地，涉及一种具有接线盒(terminal block)和可移除印刷电路板(PCB)的现场端接输入模块，用于在执行温度测量时实现冷结补偿。

背景技术

热电偶是一种可以用来测量温度的传感器。热电偶包括两个电导线，它们由两种不同类型的导电金属制成并且连接在一起形成两个结。一个结连接在要测量温度的位置处，例如物体(称为“热结”)。另一个结连接到温度已知的主体，比如现场端，其处于较低温度(称为“冷结”)。温度差异导致导线对之间产生电压，该电压与两个结的温度差异近似成比例。然后，可以通过使用热电偶参考表解释电压来计算温度，或者直接从校准的测量仪器读取温度。由于热电偶冷端不在0℃或32°F，因此可以执行冷结补偿来补偿缺失的热电电压。这种补偿需要测量冷结或冷端的温度，例如端子的导线终端的温度。然而，这种测量可能难以精确实现(例如在1.5到2度的误差异内)，因为温度传感器需要紧密耦合到现场端子上的导线终端，这可能受到尺寸或空间约束。

发明内容

根据一实施例，输入模块包括接线盒和可移除印刷电路板(PCB)。接线盒被配置成接收外部热电偶的至少一对第一和第二电导线。接线盒包括第一和第二连接器组件，用于将外部热电偶的第一和第二电导线电耦合到可移除印刷电路板。第一或第二连接器组件中的至少一个包括内部热电偶。内部热电偶具有两个导电腿，这两个导电腿由不同的材料形成并且在一端分开以形成爪形连接器，用于分别将印刷电路板的边缘物理地和电气地连接到接线盒或从接线盒断开。印刷电路板包括用于测量印刷电路板上的温度的传感器，以及处理电路，该处理电路配置为当测量外部热电偶的热结温度时，使用基于来自传感器的温度测量和来自内部热电偶的温度或电压测量确定的冷结温度来执行冷结补偿。

每个内部热电偶可以基于一对腿中的一个腿，其具有低塞贝克系数(uV/C)以使得主外部读数不会被端子触点抵消，并且另一个腿可以由热敏材料形成。例如，一个腿可以由磷青铜形成，磷青铜具有低塞贝克系数(例如小于(<)1μV/℃)。另一个腿可以由康铜形成，康铜具有高或较高塞贝克系数(例如等于-35μV/℃)。具有低塞贝克系数金属一侧的腿可用于主现场测量，例如来自外部热电偶的所连接的导线的测量。

在一些实施例中，处理电路可以配置成根据内部热电偶的两个腿之间的电压差来确定接线盒与印刷电路板之间的温度差异，并且基于传感器测量的温度和所确定的温度差异来计算冷结温度。处理电路可以配置成基于具有冷结补偿的外部热电偶的第一和第二导体之间的电压差异来测量热结温度。

在一些实施例中，第一和第二连接器组件中的每一个都可以包括具有两个导电腿的内部热电偶，这两个导电腿由不同的材料形成并且在一端分开以形成爪形连接器，用于分别将可移除印刷电路板的边缘物理地和电气地连接到接线盒或从接线盒断开。处理电路可以基于内部热电偶中的每一个的两个腿之间的电压差异来确定接线盒和印刷电路板之间的温度差异，并且基于传感器测量的温度和内部热电偶中的每一个的所确定的温度差异来计算冷结温度。处理电路可以被配置成基于第一和第二连接器组件的内部热电偶中每一个的温度差异的平均来计算冷结温度。传感器可以布置在印刷电路板上的等温区域中，当连接到印刷电路板时，该等温区域在第一和第二连接器组件的爪形连接器之间。接线盒可以包括用于多个外部热电偶的多组第一和第二连接器组件。

在一些实施例中，内部热电偶可以具有两个腿中由具有低塞贝克系数的金属形成的一个，以及两个腿中由具有高塞贝克系数的金属形成的另一个。例如，两个腿中的一个可以由铍铜合金或磷青铜合金形成，两个腿中的另一个可以由铜镍合金或康铜形成。在一些实施例中，接线盒可以包括机械紧固件，用于将至少一个外部热电偶的第一和第二导线分别连接到第一和第二连接器组件。

在另一实施例中，提供了一种在输入模块上实现冷结补偿的方法，该输入模块包括接线盒和可移除印刷电路板。接线盒配置成接收外部热电偶的至少一对第一和第二电导线。接线盒包括第一和第二连接器组件，用于将外部热电偶的第一和第二电导线电耦合到印刷电路板。该方法包括：使用印刷电路板上的传感器测量温度；使用接线盒的第一和第二连接器组件中的至少一个的内部热电偶来测量温度或电压，该内部热电偶具有两个导电腿，这两个导电腿由不同的材料形成并且在一端分开以形成爪形连接器，用于分别将印刷电路板的边缘物理地和电气地连接到接线盒或从接线盒断开；基于来自传感器的温度测量和来自内部热电偶的温度或电压测量来确定外部热电偶的冷结温度；以及，当测量外部热电偶的热结温度时，使用所确定的冷结温度来执行冷结补偿。此外，一种存储计算机代码的非有形计算机可读介质，当由处理电路执行计算机代码时，该计算机代码执行在包括接线盒和可移除印刷电路板的输入模块上实现冷结补偿的方法。

附图说明

通过参考各种实施例，可以获得上面简要概述的本公开的更详细描述，其中一些实施例在附图中示出。虽然附图图示了本公开的选择实施例，但这些附图不应被认为是对其范围的限制，因为本公开可以允许其他同等有效的实施例。

图1是示出了根据一实施例的温度测量系统的示例的示意图，该温度测量系统包括具有接线盒和可移除印刷电路板(PCB)的输入模块，用于与一个或多个外部热电偶一起使用，以使用冷结补偿来执行温度测量。

图2示出了根据一实施例的图1的输入模块的示例接线盒及其部件的截面图，该部件包括包含内部热电偶的电连接器组件。

图3示出了根据一实施例的图2的接线盒的内部热电偶的透视图。

图4示出了根据一实施例的图1的输入模块的示例接线盒的截面图。

图5示出了根据另一实施例的图1和图2的输入模块的示例接线盒和可移除PCB的截面图。

图6是示出根据一实施例的执行由图1的输入模块实现的冷结补偿的示例操作的流程图。

图7是根据一实施例的温度随时间变化的示例图表，其示出了输入模块的接线盒的平均温度、使用PCB上的传感器获得的接线盒的未补偿温度测量以及使用PCB上的传感器获得的补偿温度测量的比较，该补偿温度测量使用来自接线盒的内部热电偶连接器的信息进行补偿。

图8示出了根据一实施例的示例图表，其示出了使用输入模块的内部热电偶连接器的未补偿温度测量和补偿温度测量的温度测量误差异随时间的比较。

图9是根据一实施例的K型输入模块的温度随时间变化的示例图表，其示出了输入模块的接线盒的平均温度、使用PCB上的传感器获得的接线盒的未补偿温度测量以及使用PCB上的传感器获得的补偿温度测量的比较，该补偿温度测量使用来自接线盒的内部热电偶连接器的信息进行补偿。

图10示出了根据一实施例的示例图表，其示出了使用输入模块的内部热电偶连接器的未补偿温度测量和补偿温度测量的温度测量误差异随时间的比较。

在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示附图中共有的相同元件。然而，在一实施例中公开的元件可以有益地用在其他实施例中，而无需具体叙述。

具体实施方式

本公开涉及一种用于在使用热电偶(也称为热电偶传感器)测量温度时执行冷结补偿的方法和系统。该方法和系统采用输入模块，该输入模块配置为接收来自现场的至少一个外部热电偶的导线对(例如成对电导体、导线、线路、布线等)作为输入，并测量至少一个外部热电偶的热结温度。输入模块可以包括用于接收来自至少一个外部热电偶的导线对的接线盒，以及可以物理地和电气地连接到接线盒和从接线盒断开的可移除印刷电路板(PCB)。接线盒可以包括用于外部热电偶的导线对中的每个导线的电连接器组件(例如正极端子和负极端子)。接线盒的电连接器组件配置成将导线从导线对电耦合到PCB(及其部件)或与之电分离。PCB可以包括用于测量PCB(例如PCB的等温区域)上的温度的传感器，以及使用基于测量的温度确定的冷结温度来执行冷结补偿的处理电路，以便测量外部热电偶的热结温度。外部热电偶可用于在现场测量过程或系统(例如工业过程或系统)中的区域或部件的温度。

为了提供对接线盒的导线终端区域处的冷结温度的更精确测量，对于外部热电偶的导线对中的至少一个，电连接器组件可以包括内部热电偶(例如热传感器)，其具有位于接线盒的导线终端区域处或之中的热结和位于PCB上的连接区域(例如PCB的等温边缘区域)中的冷结。内部热电偶可用于检测在接线盒上的导线终端区域和PCB上的传感器位置之间的温度变化(例如由于环境条件，比如空气流动等)。来自PCB上的传感器的温度测量可以根据检测到的温度变化进行调整，以确定冷结温度，冷结温度更准确地反映接线盒上的导线终端区域的温度。因此，当测量位于现场中的外部热电偶的热结温度时，输入模块可以提供冷结温度的精确测量，用于冷结补偿。

当执行冷结补偿时，本公开的输入模块可以提供各种技术益处或优点，该输入模块包括作为接线盒的电连接器组件的一部分的热传感器，例如内部热电偶。例如，本公开的输入模块可以提供：可移除卡边缘现场布线端子的温度测量误差异减小；嵌入式热电偶传感器(其也是电触点)允许与外部热电偶的现场布线终端进行良好的热接触；对由模块功耗引起的热误差异的敏感度较低，而热误差异会产生额外的瞬态测量误差异；热电偶测量从通电开始的即时准确性(例如而不是花费一小时或更多)；用于不同热电偶连接的通用热电偶终端，而不使用特殊金属终端；集成到现场接线盒中的简单耐用的低成本热传感器；以及受导线直径影响的冷结补偿(CJC)测量误差异较少，对通过现场布线的环境热热流不敏感；使用热电偶传感器的简单和低成本配置，具有更高的温度测量精度，能够独立测量和补偿正极负极端子及其终端区域等。

在各种实施例中，内部热电偶可以包括两个腿，这两个腿是由不同材料形成的电导体并且在一端彼此分开以形成爪形连接器，用于物理地和电气地连接到PCB的边缘。绝缘体也可以用于将两个腿的纵向部分彼此分开。绝缘体可以是塑料，比如塑料片或其他绝缘体。在各种实施例中，内部热电偶可以是T型热电偶(例如由铜导线制成的正极腿/导体和由康铜(Cu和Cu-Ni)合金导线制成的负极腿/导体；然而，内部热电偶可以根据应用(例如低温应用、高温应用等)配置为其他类型的热电偶(例如K型等)。在一些实施例中，一个腿可以由铜镍合金或康铜形成，而另一个腿可以由铍铜合金或磷青铜合金形成。

应该理解的是，为了在这里讨论的目的，术语“内部”热电偶在这里只是用来指输入模块或接线盒的热电偶，以便将其与可连接到输入模块(或其部件)的“外部”热电偶相区别。

本公开的这些和其他特征将在下面参考示例图进一步详细描述。

图1是示出根据一实施例的温度测量系统的示例的示意图，该温度测量系统包括输入模块100，其与一个或多个外部热电偶10一起使用，以使用冷结补偿来执行温度测量。出于解释的目的，将参考一个外部热电偶10来描述输入模块100，该外部热电偶10包括两个不同的电导线10A、10B，在10C具有热结，在10D具有冷结。在该示例中，对于外部热电偶10，导线10A是正极导线，导线10B是负极导线。

如图1所示，输入模块100包括接线盒110和可移除印刷电路板(PCB)150。接线盒110包括用于外部热电偶10的导线对中的每个导线10A、10B的电连接器组件。电连接器组件配置成将导线从外部热电偶10电耦合到PCB150(或其上的对应电触点)或从之分离。在该示例中，每个电连接器组件包括内部热电偶120(例如热传感器)。内部热电偶120包括两个导电腿122和124以及绝缘体126，绝缘体126沿着两个腿122和124的一端的纵向部分将两个腿122和124分开。热电偶120的腿122和124由不同的导电材料制成，并且被分开以在开口端形成爪形连接器，以用于物理地和电气地连接到PCB 150(及其电触点)的边缘和从之断开。内部热电偶120具有位于接线盒110的导线终端区域中、处或周围的热结以及位于PCB 150的边缘区域中、处或周围的冷结，在该边缘区域处，电气组件的爪形连接器连接到PCB150。两个腿122和124可以由不同的金属或金属合金形成。在该示例中，内部热电偶120可以是T型热电偶，其中正极腿122由铜制成，负极腿由康铜制成。

如图1进一步所示，PCB 150包括处理电路160和传感器(或传感器电路)162。传感器162可以是温度传感器或用于测量(例如感测、检测、测量、计算、导出、确定等)PCB 150上的集成芯片(IC)上的期望区域(例如区、位置、区域等)处的温度的其他传感器，例如PCB150的边缘区域处，PCB 150的该边缘区域在电连接器组件的一个或两个爪形连接器连接到PCB150的位置处或附近。在该示例中，传感器162位于与外部热电偶10的导线10A、10B相关的接线盒100的连接器组件的爪形连接器之间。PCB 150可以包括其他传感器(或感测电路)，比如分别用于测量正极端子和负极端子上的内部热电偶120的腿122和124之间的电压差的传感器172和174，以及用于测量外部热电偶10的导线10A和10B之间的电压差的传感器180。传感器172、174和180可以是电压传感器或可以测量(例如感测、检测、测量、计算、导出、确定等)电压的其他传感器。当测量外部热电偶10的正极端子和负极端子之间的电压差时，可以使用用于正极端子和负极端子中的每一个的内部热电偶120的两个腿122和124中的一个(例如用于正极端子的腿或由铜制成的腿)。

PCB 150上的一个或多个传感器(例如162、172、174、180等)可以结合到处理电路160中，或者作为与PCB 150上的处理电路160分离的电路元件来提供。PCB 150还可以包括总线系统以及调节电路，总线系统用于实现PCB 150的不同部件之间的通信；调节电路包括例如滤波器和模数转换器(ADC)等，用于调节在PCB 150接收的电信号以进行处理。

处理电路160可以配置为执行与确定外部热电偶10的热结处的温度相关的在此描述的方法和过程的各种操作。这些各种操作和方法可以包括：使用来自传感器162的信息感测、检测、测量、计算、导出或确定PCB 150(或其区域)上的温度；使用传感器180感测、检测、测量、计算、导出或确定外部热电偶10的不同导线之间的电压差异，以及使用相应的传感器172、174感测、检测、测量、计算、导出或确定每个内部热电偶120的不同腿之间的电压差异；根据内部热电偶120的电压差异来感测、检测、测量、计算、导出或确定接线盒110的导线终端区域和PCB 150的边缘区域之间的温度差异；基于所确定的PCB 150(或其区域)的温度和来自内部热电偶120的温度测量(例如温度差异)来确定冷结温度(及其更新)；根据所确定的冷结温度执行冷结补偿；使用冷结补偿，基于外部热电偶10的导线10A、10B之间的电压差异，感测、检测、测量、计算、导出或确定外部热电偶10的热结的温度；与其他设备或系统通信；以及这里描述的其他操作。

处理电路160可以是例如处理电路、处理器或控制器(例如微控制器、微处理器、专用集成电路(ASIC)设备、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑控制器(PLC)或其他处理系统等或其组合)。在图1中，处理电路160可以通信地耦合到存储器164，存储器164例如结合到处理电路160中或者布置在PCB 150上的另一位置。处理电路160可以经由通信设备(或接口)166与其他设备和系统(例如PLC)通信。

存储器164可以存储由处理电路160执行这里描述的方法和过程的操作所需的任何数据，包括例如感测、检测、测量、计算、导出或确定PCB 150上的温度、热电偶(例如10、120)的不同导线或导体之间的电压差异、热电偶(例如10、120)的热结和冷结之间的温度差异、冷结温度(及其更新)、外部热电偶(例如10)的热结温度，或者执行任何其他功能，包括本文所述的那些。例如，存储器164可以存储诸如参数(例如塞贝克/热电偶系数、塞贝克/热电偶系数等式、公式或函数、或热电偶材料的塞贝克系数/热电偶参考表、或热电偶类型或相关数据)和其他参数的数据，用于感测、检测、测量、计算、导出或确定热电偶的热结处的温度、热电偶的热结和冷结之间的温度差异、执行冷结补偿的冷结温度以及其他参数或数据。该数据可以在工厂存储在存储器164中，经由输入/输出设备(未示出)手动输入，或者经由输入/输出设备远程下载。存储器164可以与处理电路160集成在一起，或者存储器164可以在PCB 150上的处理电路160外部并远程耦合至其上。存储器164可以是例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电子可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其他易失性或非易失性存储器(即非暂时性计算机可读介质)。

在各种实施例中，冷结温度(也称为冷结补偿(CJC)温度)可以通过使用从与输入模块100的两个不同现场端子(例如正极端子和负极端子)相关的两个内部热电偶120检测到的温度差异的平均来调整PCB 150上的传感器测量的温度来确定。例如，以下公式可用于确定冷结温度：

Temp(CJC)＝Temp(Sensor)+((Temp(mv+)+Temp(mv-))/2)

其中：

Temp(CJC)是冷结温度，

Temp(Sensor)是来自PCB上的传感器的温度，

Temp(mv+)是正极端子的接线盒和PCB之间的温度差异，以及

Temp(mv-)是负极端子的接线盒和PCB之间的温度差异。

例如，如果传感器测量的温度为25℃，正极端子上的温度差异为-1.2℃，负极端子上的温度差异为-1.0℃，则冷结温度为23.9℃。温度差异可以根据测量温度下内部热电偶120的材料/类型的塞贝克/热电偶系数来确定。例如，磷青铜+康铜热电偶的塞贝克系数在25℃时可能为38.3mv/℃，铜+康铜热电偶(T型热电偶)的塞贝克系数在25℃时可能为40.0mv/℃等等。

可替代地，外部热电偶10的冷结温度也可以通过基于传感器162测量的温度(例如内部热电偶的冷结温度)和至少一个内部热电偶120的不同腿之间的电压差异计算或导出内部热电偶120的热结温度来确定。在一些实施例中，当内部热电偶可用于正极端子和负极端子中的每一个时，可以使用两个内部热电偶120中的每一个的不同导体之间的电压差异的平均。作为另一实施例，可以使用内部热电偶120为正极端子和负极端子确定冷结温度，并且可以将两个确定的冷结温度的平均用作最终冷结温度。

在示例操作中，在输入模块100上，PCB 150的等温区域上的温度由传感器162测量，并且通过评估内部热电偶的腿之间的电压差异来检测接线盒110上的导线终端区域与PCB 150的等温区域之间的任何温度变化。PCB 150上的等温区域的温度测量根据检测到的温度差异进行调整，以确定外部热电偶10的冷结温度(例如接线盒150的导线终端区域的温度)。这样，利用在PCB上进行的温度测量，可以获得冷结温度的精确测量。一旦冷结温度被确定，当测量外部热电偶10的热结温度时，可以执行冷结补偿。例如，在所确定的冷结温度下，外部热电偶10的材料的适当塞贝克系数可以从热电偶参考表或存储在存储器中的其他数据格式中获得，并且可以使用冷结温度、塞贝克系数和外部热电偶10的导线对之间的电压差异来计算热结温度。可替代地，外部热电偶10的材料在不同温度下的塞贝克效应可以表示为函数(例如多项式或其他方程)，其可以用于根据冷结温度和热电偶的导线对之间的电压差异来计算外部热电偶10的热结温度。根据本公开内容，本领域普通技术人员将理解用于计算具有冷结补偿的热电偶的热结温度的这些及其他变化。

虽然以上描述了一个外部热电偶10的情况下的示例，但应当理解，输入模块100(及其部件)可以配置成提供多个端子(例如多个端子正极和负极对)并且在现场执行多个外部热电偶10的温度测量。

图2示出了根据一实施例的输入模块100的接线盒110的示例部件，其可以配置为接收一个或多个外部热电偶的导线对。如图所示，接线盒110可以包括壳体(或外壳)200，其被分成多个端子(或子接线盒)，这些端子中的每一个可以接收和终止现场布线。每个端子包括布置在壳体200的分区中的电连接器组件，用于将现场布线与可移除的PCB 150或其上的相应电触点电耦合和去耦合。电连接器组件可以包括内部热电偶220，其具有由第一导电材料形成的第一腿(或导体)222和由不同于第一导电材料的第二导电材料形成的第二腿(或导体)224。第一和第二腿222和224在一端连接以形成热结并且在另一端分开以形成爪形连接器228，用于分别将印刷电路板的边缘物理地和电气地连接到接线盒或从接线盒断开。内部热电偶220的热结位于导线终端区域中、处或周围，在导线终端区域，现场布线端接并连接到内部热电偶220。绝缘体226沿着其纵向部分布置在第一和第二腿222和224之间，例如在热结和爪形连接器228之间。内部热电偶220的爪形连接器228布置在(壳体200的)槽206中，用于接收具有电触点的PCB的边缘部分。图3示出了内部热电偶220及其部件的放大透视图。

如图2中进一步所示，每个端子还可以包括用于接收现场布线的开口202和用于将现场布线固定到内部热电偶220(例如内部热电偶220的热结)的机械紧固件。在该示例中，机械紧固件是螺钉紧固件，其包括枢轴构件250和螺钉252。螺钉252可经由壳体200中的开口204在一个方向(例如顺时针或逆时针)上操作，以移动枢轴构件250，从而将现场布线固定在内部热电偶220的一部分上，或者在相反方向上移动枢轴构件250，以从内部热电偶220上释放现场布线。

图4示出了根据另一实施例的输入模块100的接线盒110的另一截面图，其中可移除PCB 150(和PCB壳体)连接到接线盒110。如图4所示，诸如来自外部热电偶10的现场导线可以经由开口202插入接线盒110的端子腔中。此后，螺钉252可以在一个方向上旋转，以移动枢轴构件250，直到现场导线的导线终端压靠在内部热电偶220的热结端并固定至其上。用于端子的电连接器组件的内部热电偶220用作电触点，用于将现场导线电耦合到PCB 150或其电触点。在该示例中，当内部热电偶220的爪形连接器228如图所示连接到PCB 150时，每个腿222和224连接到PCB 150的等温边缘区域上的不同电触点。以这种方式，可以感测、检测、监测、测量、计算、导出或确定两个腿222和224之间的电压差异，以用于执行在此描述的包括冷结补偿的各种方法。

虽然图4示出了一个现场导线与输入模块100及其部件的一个端子的连接，但输入模块100可以包括多个相邻的端子对，用于接收多个外部热电偶(例如10个)的导线对。接线盒110上的输入模块100的每个端子可以由绝缘或绝缘体壁分开。

图5示出了根据另一实施例的内部热电偶520的另一示例的截面图，该内部热电偶520可用于输入模块100的接线盒110中。如图所示，内部热电偶520包括两个导电腿522和524，这两个导电腿在热结处的一端(或其一部分)连接在一起并在另一端分开以形成爪形连接器528，用于连接到PCB及其电触点和从其上断开。绝缘体526沿着内部热电偶520的纵向部分布置在腿522和524之间，例如在热结和爪形连接器528之间。如本文所述，两个腿522和524由不同的导电材料制成，例如不同的导电金属或金属合金。

本文示出并描述了内部热电偶(例如120、220和520)的各种示例。然而，应该理解，根据期望的应用，内部热电偶及其不同的腿(或导体)可以设计成具有不同的大小、形状、尺寸和材料。

图6是示出根据一实施例的用于执行由输入模块或其部件实现的冷结补偿的方法600的示例操作的流程图。出于解释的目的，将参考图1的示例输入模块100及其部件来描述方法500。

方法600开始于框610，其中使用可移除PCB 150上的传感器162测量PCB 150的区域的温度。该区域可以是沿着PCB的边缘的等温区域，该等温区域连接到接线盒110及其部件。

在框620，使用连接器组件的内部热电偶120为接线盒110上的一对端子中的至少一个测量温度或电压。在该示例中，外部热电偶10的不同线10A和10B连接到接线盒110上的相应端子(例如正极端子和负极端子)。在一些实施例中，可以使用该对端子中的每一个的内部热电偶120来测量温度或电压，并且可以使用测量的平均。

在框630，基于来自传感器162的温度测量和来自至少一个内部热电偶120的温度或电压测量，经由处理电路160确定外部热电偶10的冷结温度。例如，外部热电偶10的冷结区域是接线盒110中的导线终端区域。在一实施例中，冷结温度可以通过由来自内部热电偶120中至少一个的温度差异测量来调整来自传感器162的温度测量来确定。温度差异测量是内部热电偶的热结(例如在接线盒的导线终端区域)与内部热电偶的冷结(例如在热电偶连接到PCB 150的等温边缘区域)之间的温度差异。以这种方式，来自传感器162的温度可被调节以准确地反映接线盒110的导线终端区域的温度，或者换句话说，外部热电偶10的冷结温度。

在替代实施例中，外部热电偶10的冷结温度可以基于来自传感器162的温度(例如内部热电偶120的冷结温度)和内部热电偶120上的所检测到的电压差异来确定。

在框640，当测量外部热电偶10的热结温度时，使用所确定的冷结温度，经由处理电路160执行冷结补偿。当测量外部热电偶10的正极负极端子之间的电压差异时，可以使用内部热电偶120的两个腿122和124中的一个(例如正极腿、由铜制成的腿等)。

在框650，获得对外部热电偶的热结温度的温度测量，并且可以将其提供给控制器(例如可编程逻辑控制器(PLC))，该控制器监测和控制诸如工业过程或系统的过程或系统(及其部件)的操作。可以使用有线或无线通信，经由PCB 150上的通信设备(或接口)将温度测量传输到控制器。

应当理解，如上所述，与热电偶(例如外部热电偶10、内部热电偶120等)的热结或冷结相关的温度测量可以根据热电偶材料的热电偶/塞贝克系数、热电偶/塞贝克系数方程(或公式)或热电偶/塞贝克系数参考表或与其相关的数据来确定。

使用标准输入模块和本文所述的具有内部热电偶的改进输入模块进行了各种测试。测试结果显示在下面描述的图7、图8和图9中。

图7是根据一实施例的温度随时间变化的图表700，其示出了输入模块的接线盒的平均温度710、使用输入模块的PCB上的传感器获得的接线盒的未补偿温度测量720以及使用(输入模块的)PCB上的传感器获得的补偿温度测量730的示例比较，该补偿温度测量使用来自接线盒的内部热电偶的信息进行补偿。如图所示，当测量外部热电偶的热结温度时，本公开的具有内部热电偶的输入模块可以提供冷结区域(例如接线盒的导线终端区域)的精确温度测量，用于冷结补偿。输入模块或其部件处的环境条件(例如空气流等)不会显著影响温度测量的准确性。该数据还反映出，与可能需要一个或多个小时预热时间的标准配置相比，从通电开始温度测量就是准确的。

图8示出了根据一实施例的示例图表800，其示出了对图7中的图表700中的数据的总结，即对于未补偿温度测量和使用输入模块的内部热电偶的补偿温度测量820的温度测量误差异810随时间的比较。如图所示，与标准输入模块相比，本公开的具有内部热电偶的输入模块能够以明显更小的误差异或明显更高的精度来提供冷结区域(例如接线盒的导线终端区域)的温度测量。本公开的输入模块或其部件处的环境条件(例如空气流等)不会显著影响温度测量的准确性。该数据还反映出，与可能需要一个或多个小时预热时间的标准配置相比，从通电开始温度测量就是准确的。

图9是根据一实施例的K型输入模块的温度随时间变化的示例图表900，其示出了输入模块的接线盒的平均温度910、使用PCB上的传感器获得的输入模块的接线盒的未补偿温度测量920以及使用PCB上的传感器获得的输入模块的接线盒的补偿温度测量930的比较，该补偿温度测量使用来自接线盒的内部热电偶连接器的信息进行补偿。如图所示，当测量外部热电偶的热结温度时，本公开的具有内部热电偶的输入模块可以提供对冷结区域(例如接线盒的导线终端区域)的精确温度测量，以用于冷结补偿。输入模块或其部件处的环境条件(例如空气流等)不会显著影响温度测量的准确性。该数据还反映出，与可能需要一个或多个小时预热时间的标准配置相比，从通电开始温度测量就是准确的。

图10示出了根据一实施例的示例图表1000，其示出了图9中的图表900中的数据的总结，即未补偿温度测量和使用输入模块的内部热电偶的补偿温度测量1020的温度测量误差异1010随时间的比较。如该示例所示，与标准输入模块相比，具有本公开的内部热电偶的输入模块能够以显著更小的误差异或者显著更高的精度来提供对冷结区域(例如接线盒的导线终端区域)的温度测量。本公开的输入模块或其部件处的环境条件(例如空气流等)不会显著影响温度测量的准确性。该数据还反映出，与可能需要一个或多个小时预热时间的标准配置相比，从通电开始温度测量就是准确的。

在上文中，参考了各种实施例。然而，本公开的范围不限于具体描述的实施例。而是所描述的特征和元素的任何组合，无论是否与不同的实施例相关，都被认为是实现和实践了所设想的实施例。此外，尽管实施例可以实现优于其他可能的解决方案或现有技术的优势，但给定实施例是否实现特定优势并不限制本公开的范围。因此，前述方面、特征、实施例和优点仅仅是说明性的，并且不被认为是所附权利要求的要素或限制，除非在权利要求中明确陈述。

还应该理解，这里公开和教导的示例性实施例容易受到许多和各种修改和替代形式的影响。因此，单数术语的使用比如但不限于“一个”等并不旨在限制项目的数量。此外，这里使用的各种部件、功能、特性、阈值和其他元素的命名约定是作为示例提供的，并且可被赋予不同的名称或标签。术语“或”的使用不限于排他的“或”，还可以表示“和/或”。

本文公开的各种实施例可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，各方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)的形式或结合软件和硬件方面的实施例，这些方面在本文中通常被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，各方面可以采取具有在其上所实施的计算机可读程序代码的一个或多个计算机可读介质中实施的计算机程序产品的形式。

可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是非暂时性计算机可读介质。非暂时性计算机可读介质可以是例如但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，或者前述的任何合适的组合。非暂时性计算机可读介质的更具体的示例(非穷举列表)可以包括以下：具有一条或多条线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、磁存储设备或前述的任何合适的组合。包含在计算机可读介质上的程序代码可以使用任何适当的介质来传输，包括但不限于无线、有线、光纤电缆、RF等、或前述的任何合适的组合。

用于执行本公开的各方面的操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任意组合来编写。此外，这种计算机程序代码可以使用单个计算机系统或者通过相互通信的多个计算机系统(例如使用局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网等)来执行。虽然前面参考流程图和/或框图描述了各种特征，但本领域普通技术人员将理解，流程图和/或框图的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合可以由计算机逻辑(例如计算机程序指令、硬件逻辑、两者的组合等)来实现。通常，计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器。此外，使用处理器执行这种计算机程序指令产生了能够执行流程图和/或一个或多个框图框中指定的功能或动作的机器。

附图中的流程图和框图示出了本公开的各种实施例的可能实施方式的架构、功能和/或操作。在这点上，流程图或框图中的每个框可以代表模块、字段或代码部分，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应当注意，在一些替代实施方式中，框中标注的功能可以不按照图中标注的顺序出现。例如，连续示出的两个框实际上可以基本同时执行，或者这些框有时可以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还将注意到，框图和/或流程图图示中的每个框以及框图和/或流程图图示中的框的组合可以由执行指定功能或动作的基于特定目的硬件的系统或者特定目的的硬件和计算机指令的组合来实现。

应当理解，以上描述旨在说明，而非限制。在阅读和理解以上描述后，许多其他实施方式示例是显而易见的。尽管本公开描述了具体示例，但应当认识到，本公开的系统和方法不限于这里描述的示例，而是可以在所附权利要求的范围内通过修改来实践。因此，说明书和附图应被认为是说明性的，而不是限制性的。因此，本公开的范围应当参照所附权利要求以及这些权利要求的等同物的全部范围来确定。