由熱電偶的測溫原理可知，熱電偶產生的熱電勢與熱端（又稱測量端）、參比端（又稱冷端）的熱電勢有關，只有參比端溫度t1 為零或恒定不變，熱電勢才是熱端溫度的單值函數(shù)。如果不補償?shù)脑挘瑒t熱電偶的參比端溫度與儀表接線端溫度t2間的溫差t1-t2越大，測量誤差也越大。由于大多數(shù)熱電偶的熱電勢與溫度的關系近似線性，所以造成的測量誤差大致等于上述溫差。以K 分度號的鎳鉻-鎳硅熱電偶為例，當t1=50℃，t2=20℃時，如熱端溫度為1000℃，則顯示溫度僅969℃，誤差達31℃。 實際應用時，由于熱電偶參比端的接線盒通常暴露在大氣中，溫度變化較大，如不采取措施，接線盒內溫度既不可能為零，也不可能保持某個溫度恒定不變，由此引起測量誤差。由于與熱電偶相連的二次儀表（如顯示器、記錄儀）、I/O插卡等均帶環(huán)境溫度補償，可對這些裝置與熱電偶的接線點（即儀表接線端）溫度t2進行補償。由此可見，關鍵是如何對熱電偶的參比端溫度t1 進行補償。目前有多種參比端補償方法，如恒溫法、補償電橋法、補償熱電偶法、補償導線法等，但較常用的就是補償導線法。 本文首先敘述補償導線的原理和分類，然后介紹補償導線應用中通常需要了解的幾個問題。 二、補償導線的工作原理及分類 1、補償導線的工作原理 在一定溫度范圍內，熱電性能與熱電偶熱電性能很相近的導線稱為熱電偶的補償導線。 按熱電偶中間溫度定則，熱電偶測溫回路的總電勢值只與熱端和參比端的溫度有關，而不受中間溫度變化的影響，所以可用與熱電偶材料相匹配的補償導線來代替需要延伸的貴重熱電偶材料，將參比端由熱電偶接線盒延伸到儀表接線端，由補償導線對原參比端溫度進行補償。 補償導線除了可減少測量誤差外，還有以下優(yōu)點：可改善熱電偶測溫線路的物理性能和機械性能，如采用多股線芯或小直徑補償導線可提高線路的柔韌性，使連接方便，也易于屏蔽外界干擾；可降低測量線路成本。 2、補償導線的分類
從原理上分延長型和補償型，延長型其合金絲的名義化學成分與配用的熱電偶相同，因而熱電勢也相同，在型號中以"X"表示，補償型其合金絲名義化學成分與配用的熱電偶不同，但在其工作溫度范圍內，熱電勢與所配用熱電偶的熱電勢標稱值相近，在型號中以"C"表示。 從補償精度分普通級和精密級，精密級補償后的誤差大體上只有普通級的一半，通常用在測量精度要求較高的地方。如S、R分度號的補償導線，精密級的允差為±2.5℃,普通級的允差為±5.0℃;K 、N分度號的補償導線，精密級的允差為±1.5℃,普通級的允差為±2.5℃。在型號中普通級的不標，精密級的加"S"表示。 從工作溫度分一般用和耐熱用，一般用工作溫度為0 ~ 100℃（少數(shù)為0 ~ 70℃）;耐熱用工作溫度為0 ~ 200℃。 此外，可以線芯多少分為單股和多芯（軟線）補償導線，以是否帶屏蔽層分為普通型和屏蔽型補償導線，還有于防爆場合的本質安全電路用的補償導線。
當我們用K分度號的補償導線配用N分度號的熱電偶，將造成過補償，顯示溫度偏高；反之，用N分度號的補償導線配用K分度號的熱電偶，將造成欠補償，顯示溫度偏低。 2、補償導線分度號和極性的判斷 有時可根據資料所列補償導線的材料、絕緣層及護套顏色判斷，但由于國內新舊標準、IEC標準的規(guī)定有差異，用這個方法對補償導線的分度號和極性常常難以準確判斷。 較可靠較常用的方法是測試法，就是將補償導線的兩端剝去絕緣層，把兩根導線絞合在一起制成熱電偶的熱端，放到沸騰的水中，兩根導線的另一端與直流電位差計相連（不應該與動圈式直讀mV 表相連，因測量時取電流其讀數(shù)偏低），將測得的熱電勢與表1比較，與之較接近的即為補償導線的分度號，根據電位差計的正負極可確定補償導線的極性。由于測試時由補償導線構成的熱電偶的參比端溫度不一定是0℃，例如是20℃，則所測熱電勢低于參比端為0℃的熱電勢值。以某種不明分度號的補償導線為例，如參比端溫度約20℃，測量值如在 3.928±0.150mV范圍內，則可判斷這種補償導線的分度號是K。3.928是K分度號熱電偶100℃和20℃時熱電勢的差值，0.150是K分度號普通級補償導線的允差。 3、補償導線儀表盤接線點的位置 我們知道，補償導線只是把熱電偶的參比端延長，起到移動參比端位置的作用，延伸后的參比端溫度應當恒定或配用本身具有參比端溫度自動補償?shù)难b置，否則仍可能因新的參比端溫度變化引起測量誤差。 比如在儀表盤內接線時，由于常用盤裝顯示器、記錄儀本身因通電而發(fā)熱，使其接線端子處的溫度高于儀表盤接線端子處的溫度。當熱電偶的補償導線引進儀表盤后，如果將其接到儀表盤的接線端子上，而儀表盤的接線端子與儀表接線端子間用銅線連接，則因上述溫差存在將造成測量誤差。所以將補償導線跨過儀表盤的接線端子直接與儀表的接線端子相連。 4、補償導線的線路電阻 對早期配熱電偶的動圈式儀表來說，有5Ω、15Ω兩種線路電阻的要求，當熱電偶安裝地點離動圈表較遠時，或采用分度號K、N、E、J、T等包含有銅鎳材料的補償導線時，其線路電阻較大，選用時要注意選較大截面的補償導線。比如選用外接15 Ω線路電阻 E分度號的動圈式儀表時，
其配用的補償導線截面為1.0 mm2、2.5 mm2 ，而對應的單位長度線路電阻分別為 1.25Ω/m和0.5Ω/m， 則補償導線的允許長度僅為 12 m和 30 m。設計時如不留心，這個長度很容易超過，造成測量誤差。 5、R、S分度號熱電偶的補償導線 同稱為鉑銠-鉑的熱電偶有R、S兩種分度號，分別代表鉑銠13-鉑和鉑銠10-鉑熱電偶，前者在國內應用較少， 如將市場上通常采購得到的S分度號的補償導線用于R分度號的熱電偶，在100℃以下*，即使到了耐熱用補償導線的極限溫度200℃，當熱電偶的熱端溫度分別為600℃、1000℃、1300℃時，所引起的誤差僅為 2.5℃、2.2℃、2.0℃。 這一點可作為1節(jié)的一個特例。 在常用熱電偶當中，R、S 分度號補償導線的精度是低的，但從溫度使用范圍來看，0～60℃范圍內誤差很小，100～150℃誤差就比較大了。當測量誤差要求高時，必須將參比端的溫度保持在100 ℃以下。
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補償導線注意事項
1. 補償導線的選擇
補償導線一定要根據所使用的熱電偶種類和所使用的場合進行正確選擇。例如,k型偶應該選擇k型偶的補償導線,根據使用場合,選擇工作溫度范圍。通常kx工作溫度為-20～100℃,寬范圍的為-25～200℃。普通級誤差為±2.5℃,精密級為±1.5℃。
2. 接點連接
與熱電偶接線端2個接點盡可能近一點,盡量保持2個接點溫度*。與儀表接線端連接處盡可能溫度*,儀表柜有風扇的地方,接點處要保護不要使得風扇直吹到接點。
3. 使用長度
因為熱電偶的信號很低,為微伏級,如果使用的距離過長,信號的衰減和環(huán)境中強電的干擾偶合,足可以使熱電偶的信號失真,造成測量和控制溫度不準確,在控制中嚴重時會產生溫度波動。
根據我們的經驗,通常使用熱電偶補償導線的長度控制在15米內比較好,如果超過15米,建議使用溫度變送器進行傳送信號。溫度變送器是將溫度對應的電勢值轉換成直流電流傳送,抗干擾強。
4. 布線
補償導線布線一定要遠離動力線和干擾源。在避免不了穿越的地方,也盡可能采用交叉方式,不要平行。
5. 屏蔽補償導線
為了提高熱電偶連接線的抗干擾性,可以采用屏蔽補償導線。對于現(xiàn)場干擾源較多的場合,效果較好。但是一定要將屏蔽層嚴格接地,否則屏蔽層不僅沒有起到屏蔽的作用,反而增強干擾。
等效采用:IEC584-3《熱電偶第三部分—補償導線》標準，產品質量優(yōu)于B4989—85《熱電偶用補償導線》國家標準。絕緣層和護層選用進口優(yōu)質氟塑料，并采用整體連續(xù)擠出新工藝，使該產品具有優(yōu)良的耐酸、堿、耐磨和不燃延之性能，可浸入油水中長期使用。使用溫度在-60～205～260℃，屬于當代*水平。型號及名稱：
補償導線型號按產品的品種劃分為：
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