湘潭電纜生產(chǎn)廠家ZR-KC-GVPV補償導(dǎo)線熱電偶的測溫原理簡介 由2種不同均質(zhì)材料A、B組成的回路(見圖1)稱為熱電偶。A、B材料2端連接的接點分別用J1、J2表示,如果J1、J2的接點溫度T1和T2不一樣,在回路中就會產(chǎn)生電勢,通常稱為熱電勢。當(dāng)A、B的材料一定時,熱電勢的大小取決于T1、T2之間的溫度差,用公式表示為 EAB(T1,T2)=eAB(T1)+eBA(T2)=eAB(T1)-eAB(T2) (1) 式中:EAB(T1,T2)———材料為A、B的熱電偶,接點溫度T1、T2之間的溫差電勢。 eAB(T1)———A、B接點溫度為T1時的電勢。 eAB(T2)、eBA(T1)———A、B接點溫度為T2時的電勢,這2項大小相等, 符號相反。 為了統(tǒng)一熱電偶材料并進行規(guī)范,國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了組成熱電偶材料A、B的成分、純度,并且給出了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。為了使用方便,將各種型號的熱電偶溫度值與電勢關(guān)系,統(tǒng)一為相對于0℃時的電勢值,這里用T0表示,制成各種型號的熱電偶分度表,便于查閱和計算。
由熱電偶的測溫原理可知,熱電偶產(chǎn)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(guān),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?,則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(guān)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(dāng)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(yīng)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(nèi)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。湘潭電纜生產(chǎn)廠家ZR-KC-GVPV補償導(dǎo)線
由此可見,關(guān)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(dǎo)線法等,但zui常用的就是補償導(dǎo)線法。 本文首先敘述補償導(dǎo)線的原理和分類,然后介紹補償導(dǎo)線應(yīng)用中通常需要了解的幾個問題。
補償導(dǎo)線的工作原理及分類 1、補償導(dǎo)線的工作原理 在一定溫度范圍內(nèi),熱電性能與熱電偶熱電性能很相近的導(dǎo)線稱為熱電偶的補償導(dǎo)線。 ZR-EXFVP、ZR-EX-GS-FVRP、EX-GA-FVP、EX-FFRP、EX-FF、EX-HA-FF46、EX-HA-FF46RP、ZR-EXFF、EX-FPGP、EXR-FFP、EX-HA-FFRP、EX-HS-FFR、EXFF、EXFFR、EXFFRP、EXFFP、EXFF46、EXFGP、KXFGRP、EXFGR、TX-HS-FFP、TX-HA-FFP、TX-HB-FFP、TX-H-FFP2、ZR-TX-HA-FFP、ZR-TX-HS-FFP、ZR-TX-HB-FFP、TX-H-FFP、TX-HA-FFR、TX-HS-FFRP、TX-HB-FF、TX-HS-FGP、TX-HS-FGR、ZR-TXFVP、ZR-TX-GS-FVRP、TX-GA-FVP、TX-FFRP、TX-FF、TX-HA-FF46、TX-HA-FF46RP、ZR-TXFF、TX-FPGP、TXR-FFP、TX-HA-FFRP、TX-HS-FFR、TXFF、TXFFR、TXFFRP、TXFFP、TXFF46、TXFGP、TXFGRP、TXFGR、JX-HS-FFP、JX-HA-FFP、JX-HB-FFP、JX-H-FFP2、ZR-JX-HA-FFP、ZR-JX-HS-FFP、ZR-JX-HB-FFP、JX-H-FFP、JX-HA-FFR、JX-HS-FFRP、JX-HB-FF、JX-HS-FGP 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(guān),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(dǎo)線來代替需要延伸的貴重?zé)犭娕疾牧?,將參比端由熱電偶接線盒延伸到儀表接線端,由補償導(dǎo)線對原參比端溫度進行補償。 補償導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)線的分類湘潭電纜生產(chǎn)廠家當(dāng)我們用K分度號的補償導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)線分度號和極性的判斷 有時可根據(jù)資料所列補償導(dǎo)線的材料、絕緣層及護套顏色判斷,但由于國內(nèi)新舊標(biāo)準(zhǔn)、IEC標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定有差異,用這個方法對補償導(dǎo)線的分度號和極性常常難以準(zhǔn)確判斷。 zui可靠zui常用的方法是測試法,就是將補償導(dǎo)線的兩端剝?nèi)ソ^緣層,把兩根導(dǎo)線絞合在一起制成熱電偶的熱端,放到沸騰的水中,兩根導(dǎo)線的另一端與直流電位差計相連(不應(yīng)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zui接近的即為補償導(dǎo)線的分度號,根據(jù)電位差計的正負(fù)極可確定補償導(dǎo)線的極性。由于測試時由補償導(dǎo)線構(gòu)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(dǎo)線為例,如參比端溫度約20℃,測量值如在 3.928±0.150mV范圍內(nèi),則可判斷這種補償導(dǎo)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(dǎo)線的允差。 3、補償導(dǎo)線儀表盤接線點的位置 我們知道,補償導(dǎo)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(yīng)當(dāng)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(nèi)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(dāng)熱電偶的補償導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dāng)熱電偶安裝地點離動圈表較遠(yuǎn)時,或采用分度號K、N、E、J、T等包含有銅鎳材
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