在使用摘要熱電偶的溫度測量中，一般使用熱電偶補償導線。 但是，調查結果表明，由于補償導線的使用不正確，產生了很多問題。 本文介紹了補償導線的原理，總結了常見的錯誤使用形式，并對同時發(fā)生的偏差進行了理論分析，指出了正確的使用方法和注意事項。 關鍵詞熱電偶補償導線的使用方法誤差熱電偶補償導線廣泛應用于熱電偶溫度測量。 如果理解熱電偶補償導線的原理、功能、作用方法、注意事項，就能充分發(fā)揮熱電偶補償導線的作用，否則就相反了。 某鋼管生產企業(yè)新引進的一系列球化爐裝置，裝置的二十多個測溫點， 設備安裝員對熱電偶負負負負負負負負負負負負負負負負負負負負負負負負負負負負負負負負負負負 負、負、負、負、負、正、負、負、負、負、負、正、負、負、正、負、正、負、正、負、正、負、負 正負負負負負負實際上，在很多熱電偶測溫現場，用普通銅線接線的占40%，用補償線接線的只占60%。 其原因之一是，由于熱電偶設備的使用者不理解補償導線的功能，因此認為只要發(fā)揮連接的作用，普通的導線即可。 第二，設備制造商安裝熱電偶時使用的連接線是普通的導線，但從使用者的立場來看，設備設置人員是專家，做法非常正確，不能引起應有的疑問。 在工業(yè)生產中，熱電偶作為溫度傳感器廣泛用于溫度測量和控制，但在使用中如不注意正確的使用方法，測溫和控制溫度會產生較大偏差，嚴重時會直接導致經濟損失，因此值得重視。 另一方面，熱電偶的測溫原理的概要將由兩種不同的均質材料a、b構成的電路(參照圖1 )稱為熱電偶。 連接在a、b材料的兩端的接點分別用j1、j2表示，j1、j2的接點溫度t1與t2不同時，在電路中產生電位，稱為通常熱電勢。 在a、b的材料一定的情況下，熱電勢的大小依賴于t1、t2之間的溫度差，eab(t1、t2) = eab ( t1) + EBA ( t2) = eab ( t1)-eab ( t2) (1)式中: eab(t1、t2)> <； br/>； <； br/>； 材料是a、b熱電偶，接點溫度t1、t2間的溫度差電位。 eab(t1)> <； br/>； <； br/>； a、b接點溫度為t1時的電位。 eab(t2 )、eba(t1)> <； br/>； <； br/>； a、b接點溫度為t2時的電位，這2項的大小相等，符號相反。 為了統(tǒng)一和規(guī)范熱電偶材料，國家有關標準規(guī)定了構成熱電偶材料a、b的成分、純度，給出了a、b材料的組合形式，統(tǒng)一用一個字母命名型號，如k型、s型等。 為了便于使用，將各種型號的熱電偶溫度值和電位關系統(tǒng)一為相對于0℃的電位值，這里用t0表示，制作各種型號的熱電偶索引表，容易調查計算。 這樣，對于圖1的形式，式(1)變換成eab(t1、t2)=eab(t1、t0)-eab(t2、t0)(2)是我們當前使用的實用的形式，只要知道t1、t2，就能夠從比例表中檢測eab(t1、t0)和eab(t2、t0) 圖1中的左圖是原理圖，在該圖中不能測定熱電勢的右圖是現在實際使用的測定電路，在熱電偶的兩極連接測定導線，根據熱電偶的中間導體的法則，如果在右圖中接點j2、j3的溫度相同，則為t2，連接的導線全部為同種的均質材料，圖1中的右圖與左圖相同 雙熱電偶補償導線1 .連接導體規(guī)律和中間溫度規(guī)律首先分析熱電偶的連接導體規(guī)律和中間溫度規(guī)律。 在實際應用中，儀表和熱電偶總是有距離，如圖2所示。 c、d也是2種均質材料，根據熱電偶的中間導體的規(guī)律，導出測定的總電位ez的式子是ez=eab(t1、t3)+ecd(t3、t2)(3)式(3)是熱電偶連接導體的規(guī)律。 如果連接不是段，則總電位ez類似地也是每個部分的和。 在圖2的測定中，測定端子的總電位優(yōu)選為熱電偶eab(t1、t2)，考慮進行控制，以使在儀表測定中不會在中間連接產生附加電位，eab(t1、t2)=ez=eab(t1、t3)+eab(t3、t2)(4)式(4)中將t3稱為中間溫度 這樣，要求找到某種材料c、d，其特性將滿足ecd(t3、t2)=eab(t3、t2)(5)式(5)材料稱為熱電偶的補償導線. 由于熱電偶的種類很多，熱電偶補償導線的種類也很多。 2 .在工業(yè)溫度測量和溫度控制中正確使用補償導線的工業(yè)溫度測量控制中，由于熱電偶使用的位置始終與測量控制表(以下簡稱儀表)有一定的距離，因此需要用補償導線從熱電偶的輸出端連接到測量控制表的輸入端。 由于熱電偶和補償導線有正負極，配線時請連接正極和正極、負極和負極。 如圖3所示。 在圖3中，t3和t2的溫度差會導致測量誤差。因此，不同類型的熱電偶不能混合使用不同類型的補償導線，因為補償導線的作用補償t3和t2。 三、常見補償導線使用中的誤差1 .熱電偶補償導線的正負極和熱電偶相反，熱電偶補償導線的正負極和熱電偶的正負極相反，熱電偶的正負極和儀表的正極的連接正確，以k型偶數為例如圖4所示。 這種錯誤在應用中比較普遍，因為連接后被控制對象的溫度變化趨勢與顯示儀表一致。 除此之外，目前熱電偶補償導線產品的很多標記都不規(guī)范，有些制造商的顏色可能會錯誤。 下面分析這種情況產生的誤差。 如果正確地連接，則儀表所接受總熱電勢為ez=ek(t1，t3)+ekx(t3，t2)=ek(t1，t3)+ek(t3，t2)=ek(t1，t2)(6)，根據中間導體的法則，儀表所接受的總熱電勢為e&prime； z=ek(t1，t3)+ekx(t3，t2)(7)kx擴展型補償導線具有e&prime； 當計算出kx(t3，t2)=-ekx(t3，t2)=-ek(t3，t2)(8)時，儀表測量值為ez&prime； -ez=ek(t1，t3)-ek(t3，t2)-ek(t1，t3)-ek(t3，t2)=2ek(t3，t2)(9)一般工業(yè)爐附近溫度至少比控制間的溫度高8℃. 由此產生的誤差恰好是補償導線的補償值的2倍。 在k型偶數情況下，微分電位值大致為40℃/(&mu； v )左右，測量溫度比實際溫度約低16℃。 將控制溫度設定為600℃時，實際溫度應為616℃左右。 根據以上分析，熱電偶補償導線的正負極相反，不僅沒有補償作用，誤差也比不連接補償導線倍，因此補償導線在連接時必須注意極性。 不知道熱電偶補償導線的極性時，取下補償導線，將其一端絕緣后擰緊，放入熱水杯中，用普通的測試器直流電壓范圍zui低速級測量另一端的2條線，測試器上顯示測量電壓的正負，信號的正極成為補償導線的正極。 2 .使用的補償導線的形式，同種補償導線中沒有配合同種熱電偶，如果選定的補償導線種類不同，同樣會產生誤差。 假設使用s型熱電偶，如圖5所示選擇了k型偶數的補償導線kx。 根據中間導體的法則，如果正確使用儀表接受的總熱電勢為e&prime的z(t1，t2)=es(t1，t3)+ekx(t3，t2)(10型偶數補償導線sc，則不考慮補償導線自身的誤差，儀表測定的總電位為ez(t1，t2)=es(t1，t3)=es(t3，t3) 即使在-ez=ek(t3，t2)-es(t3，t2)-ek(t3，t2)-es(t3，t2)(12型熱電偶工作溫度為900℃、控制間環(huán)境溫度為25℃的情況下，在t3-t2=8℃下調查s偶數和k偶數的索引表，結果電位差為ek(t3，t2)-es(t3，t2) 儀表控制在900℃時，實際值只有875.1℃，誤差只有24.9℃。 上述情況又使極性相反，儀表的測量值升高，儀表顯示900℃時，實際溫度為933.2℃，誤差為33.2℃。 3 .補償導線和導線混合在一起的實際應用中，由于補償導線不長，常用普通導線連接，補償導線斷開后再連接普通導線。 圖6表示2種補償導線和通常導線混合存在的情況。 在圖6(b )的情況下，通過中間導體的法則進行分析，將熱電偶的型號設為y(y表示熱電偶的分度編號中的任意一個)，將補償導線設為yx，將儀表測量端的總熱電勢設為e&prime； 如果z=ey(t1，t3)+eyx(t3，tn)+ec(tn，t2)(13)tn與t2溫度大致相等，則ec(tn，t2)=0，即使用導線連接也不會產生影響。 如果tn和t2的溫度不相等，則有補償導線，因此接點tn也遠離熱工設備的周圍，tn總是小于t3，在室溫下與t2沒有太大差異時，ec(tn，t2)的電位較小，用導線連接的影響較小。 在圖6(a )的情況下，若按照中間導體的規(guī)律進行分析，則在e&prime即z=ey(t1，t3) + eyx1c(tn1) + ecy1x(tn2) + ETX ( t 3，t2)(14 )對式( 14 )中，eyx1c ( TN1)、ecy1x ( TN2)、補償導線的任意一個電極與連接導線的電位相同。 如果tn1=tn2，eyx1c(tn1)+ecy1x(tn2)=0，則中間連接代碼不影響。 tn1&ne； tn2、eyx1c(tn1)+ecy1x(tn2)&ne； 0、中間連接導線的影響依賴于補償導線的材料yx1和連接導線的材料c的電位與tn1、tn2之差。 eyx1c(tn1)+ecy1x(tn2 )可以是正數，也可以是負數。 折疊合成溫度值與采用哪個熱電偶有關。 通常，廉價金屬熱電偶的微分電位大于貴金屬熱電偶。 因此，如上所述影響折合溫度，貴金屬熱電偶的影響較大。 四、補償導線的使用注意事項1 .補償導線的選擇補償導線必須根據使用的熱電偶種類和使用的情況正確選擇。 例如，選擇k型偶數或k型偶數的補償導線，根據使用情況選擇工作溫度范圍。 通常kx的工作溫度為-20~100℃，大范圍為-25~200℃。 普通級誤差為±； 2.5℃，精密級為±； 1.5℃。 2 .接點連接和熱電偶端子的2個接點盡量接近，盡量使2個接點的溫度一致。 與儀表端子的連接部盡量保持溫度一致，保護儀表盤上有風扇的場所、觸點部不使風扇直接接觸觸點。 3 .使用長度為1的熱電偶的信號較低，為微伏特級，所使用的距離過長時，信號衰減和環(huán)境中的強電場干擾耦合會使熱電偶信號失真，測量和控制溫度變得不正確，控制過程中發(fā)生嚴重的溫度變化。 1根據我們的經驗，通常較好將熱電偶補償導線的長度控制在15米以內。 如果超過15米，建議使用溫度變送器發(fā)出信號。 溫度變送器將對應于溫度的電位值轉換為直流電流并傳送，因而抗噪聲能力強。 4 .接線補償導線的接線應遠離動力線和噪聲源。 在不可避免的地方，盡量采用交叉方式，不要平行。 5 .屏蔽補償導線可采用屏蔽補償導線，以提高熱電偶連接線的抗干擾性。 現場噪聲源較多時，效果較好。 但是，必須嚴密地接地屏蔽層。 屏蔽層不僅不起屏蔽的作用，還增強噪聲。

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本文熱電偶高頻詞： 測量  補償導線 

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