熱電偶是工業現場廣泛(fan)使用的溫(wen)度傳感(gan)器，熱電偶、補(bu)償導線和(he)顯示儀器，PLC係統或DCS該係統構(gou)成了熱電(dian)偶溫度測(ce)量係統(tong)。熱電偶電路使用補償(chang)導線後，熱(re)電偶(ou)電勢(shi)值僅與測量端溫度和補償導線(xian)與儀器連接(jie)處(chu)溫度(du)有關。熱電偶補償導線的作用是延長熱電極(ji)（即(ji)移動熱電偶參考端），節省高(gao)成本熱電偶材料(liao)。由熱電偶測溫係統組(zu)成。

一 熱電偶的測溫原理

熱電偶的工作原理(li)是由(you)兩種不同材料的均勻(yun)導體(ti)組成的閉合電路。當導體兩端有溫差時，導體兩端(duan)會有電流通過(guo)，形成熱電勢。當電路連(lian)接到儀(yi)器時(shi)，儀器將熱電勢轉(zhuan)換為相應(ying)的溫度。如圖1所示：

A,B 兩個(ge)導體的一端通過焊接形成(cheng)一個結(jie)點，即工作端，位於待測介(jie)質中(zhong)。另(ling)一端連接溫度測量儀器，供(gong)參考。為了更好(hao)地理解(jie)以下內(nei)容，茄子视频下载APPiOS官网將上述溫度測量電路(lu)中形成的熱電勢表示為(wei)EAB（T1,T理解為：0)，理解為：A、B由兩個導體組成的熱電偶工(gong)作端溫度為T1.參(can)考(kao)端溫度為T0形成的熱電動勢為EAB（T1,T0）。

需要(yao)特別強調的是：熱電偶測溫，歸根結底(di)是測量熱電偶兩(liang)端的熱電動(dong)勢。測量(liang)儀表能夠讓(rang)茄子视频下载APPiOS官网看到溫度數(shu)值，是(shi)因(yin)為它已經將熱電動勢轉換成了溫度。

二 熱電偶補償導線的原理

在實際應用中，測量或控製儀器(qi)總是離熱電偶有一(yi)定的距(ju)離。如圖2所示(shi)。此(ci)時需要熱電偶(圖中A、B）然後連接一段(duan)導線，將熱電偶的信號連接到(dao)溫度計(ji)或溫度模塊(kuai)。C、D即為連接熱電偶和測溫儀表(biao)的(de)導(dao)線。

工作(zuo)端溫度在圖中T1, A、B與C、D接頭溫度為T2, 測量儀表端(參考端)的溫度為T0.

隻要連接點在中間產(chan)生相同的熱電偶，總(zong)電勢與(yu)連接點(dian)的溫度（中間溫度）無(wu)關，隻與工作端有關T1和參考端T0的溫度是相關的。在熱電偶布(bu)線中，茄子视频下载APPiOS官网不需要考慮中間是否有(you)連接點接點的溫度，而(er)是與熱電偶連接到介質和測量儀器。茄子视频下载APPiOS官网測量的溫度=T1 T0；

為什麽需(xu)要使用補償導線？

使用熱電偶測溫時，熱電偶的參考端溫度必(bi)須保持恒(heng)定。由於熱電偶一般較短，特別是貴金屬(shu)材料製成的熱電偶較(jiao)短。這樣，熱電偶參比端非常接近被測對象，使參考端溫度高，波動大。因此，應使(shi)用較長的熱電偶將參考端延伸到溫度相對穩定的地方(fang)。這種方法對便(bian)宜的熱電偶更可行，對貴金(jin)屬非常不經濟，不方便敷設熱電偶線。考慮到熱電偶參考端的溫度通(tong)常是100℃下麵，在這個溫度範圍內，補償線與熱電偶具有相同的溫度-熱電勢關係，可(ke)以延長(zhang)熱電偶，價格便宜(yi)，適合(he)敷設。因此，使用熱電偶時應連接補償導線。

三 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(yong)的場合進行(xing)正確選擇。例如,k型偶應根據使用場(chang)合選(xuan)擇k型偶的補償導線和工作溫度範圍。通常kx工作溫度-20~100℃,寬度為-25~200℃。一般級誤(wu)差為±2.5℃,精密級(ji)為±1.5℃。2. 盡(jin)可能接近熱電偶接線端的兩個接點，盡量保持(chi)兩個接點的溫度一致。與儀表接線端連接處的溫度盡可能一致。儀表櫃有風扇時，應保護風扇直接吹到接線處。3. 由於熱電偶的信(xin)號(hao)很低，使用長度為微伏(fu)級。如果使用距離過長，環境中信號的衰減和強電的幹(gan)擾，足以扭曲熱電偶的信號，導致(zhi)溫度測量和控(kong)製(zhi)不準確，嚴重(zhong)控製時會產生(sheng)溫度波動。根據(ju)茄子视频下载APPiOS官网的經(jing)驗(yan)，較好將熱電偶補償線的長度控製在(zai)15米以內。如果(guo)超過15米，建議(yi)使用溫度變送(song)器傳輸信號。溫度變送器是將溫度對應的電勢值轉換成直(zhi)流電流傳送,抗幹擾強。4. 布線補償導線布線必須遠(yuan)離動力(li)線和幹擾源。在不可避免的地方，盡量采用交叉的方式，不要平行。5. 為提高熱電偶連接線的抗幹擾性(xing)，可采用屏蔽補償線。對(dui)現(xian)場幹擾源較多的場合，效果較好。但(dan)必須(xu)嚴格接地屏蔽層，否則屏蔽層不僅不(bu)起(qi)屏(ping)蔽作用，而且(qie)增強幹擾(rao)。

四 熱電偶補償導線是在一定溫度範圍內與所匹配的熱電偶有相同熱電勢標稱值的導線。那麽不同的熱電偶自然有不同的補償導線,茄子视频下载APPiOS官网看一下如果使用不當會出現什麽問題!

1.用普通電線做熱電偶信號線，不用補償導線

一家熱處理企業的熱電偶信號直接通過兩芯銅電纜連接到控製室顯示儀器。經雲南現場檢查，淬火(huo)溫度測量不準(zhun)確(que)，熱電偶溫度測量係統未按要求使用補償導線。

根(gen)據熱電偶溫度測量原(yuan)理，熱電偶電路的熱電勢與測量溫度和熱電偶參考端溫度有關。安裝(zhuang)在使用現場的熱電偶參考端溫度（指熱電偶接線盒(he)的溫度）隨(sui)環境溫度的變(bian)化(hua)而變化，不能恒定。在熱電偶參考端溫度波動的情(qing)況下，利(li)用補償線將參考端延長到溫度穩定(ding)或(huo)遠離熱源的環境，以補償熱電偶參考端溫度變化引起的誤差。

普通電線可以傳(chuan)輸熱電偶測溫產生的mV但不能(neng)補償將(jiang)熱電偶參考端溫度延長到儀表控製室，導致熱電偶測溫係統溫度補償不準確。

正確方法：熱電偶信號傳輸必須使用熱電偶補償導線，禁止用電纜代替(ti)補償導線。

2.混合不同分(fen)度號的熱電偶和熱電偶補償導線，引入(ru)測量誤差

單(dan)位使用S型熱電偶測量爐溫，工作人員知道熱電偶必須使用補償線，然(ran)後(hou)使用庫存K型熱電偶補償線將鉑銠10-鉑熱電偶信號連接到顯示儀器（如圖2所示），發現實際爐溫度和測量值偏差(cha)較大，雲南更換補償線Sc後測溫恢(hui)複正常。

根據國家質量技術監(jian)督局的規定，熱電偶補償導線的熱電勢和允(yun)許誤差應符合要求(qiu)JJG 351-1996工作用廉金屬熱電偶驗證程序及相關標準，不同(tong)程度對應的熱電偶補償線在同一環境(jing)溫度下產生不同的熱電勢，將不同程度的熱電偶和熱電偶補償線混合，必然引入熱電偶參考端溫度補償誤差。

正確的方法(fa)：各(ge)種熱電偶補償導線必須與相應的熱電偶配合。

3.熱電偶補償導線絕緣(yuan)層損壞(huai)

在熱電偶接線和安裝過程(cheng)中，熱電偶接線盒出口和補償導線其他(ta)部位的絕緣層偶爾磨損(sun)。故障表現為顯(xian)示儀器或DCS係統溫度顯示值一般較小。

正(zheng)確方法：尋找(zhao)補償導線絕(jue)緣層(ceng)損傷(shang)點，重新絕緣，恢複儀器正常顯示值。

4.熱電偶補償導線正負極性反(fan)轉，引(yin)入測量誤差

某化工廠(chang)更換現場熱電偶後，溫度測量值與實際溫度偏差較大，有時高有時低。經仔細檢查，發現熱電偶與補償導線極性正負相反，補償導線接線調(diao)整(zheng)後故障(zhang)消除。

熱電偶和熱電偶補償導線可分為正極和負極當補償導線極性反接時，儀表顯示值變化很大：

①當(dang)熱電偶與補償導線連接處溫度高於(yu)控製室溫度時，儀表顯示溫度低於實際測量溫度。

②當熱電偶與補償導線連接處溫度低(di)於控製室溫度時，儀表顯示溫度高於實際測量溫度。

③補償線極性反接後，當熱電偶與補償線連接處的溫度與控製室溫度相同時，儀表顯示溫度與實(shi)際(ji)溫度相(xiang)同。

經理論證明(ming)，使用熱電偶補償導線時，極性反向導致的誤差約為無補償導線時的兩倍。

不同型(xing)號熱電偶補償導線正極絕緣層顏色(se)均(jun)為紅色層，負極顏色不同，可根據絕緣層顏 補償導線型號。

正確方法:正確區(qu)分熱電偶和熱電偶補償導線的正負極，極性不能反接。

5.熱電偶補償導線與接線端子接觸不良

熱電偶補償導線比(bi)較硬，導線和端子在接線或使用過程中容(rong)易接觸不良。這種故障反映在儀器或DCS係統無顯示值或顯示值過量範圍。

處理方法：擰緊(jin)接線端子，消除不良接觸故(gu)障，正常測量顯示回(hui)複儀器。

6.熱電偶與補償導線連接點的溫度超(chao)過規定的使用範圍

普(pu)通熱電偶補償導線的使用溫度為0-100℃；耐(nai)高溫補償導線的使用溫度為0-200℃。例如，R型熱電偶補償導線Rc和S型熱電偶補償導線Sc均為補償導線，各類(lei)補償導線精度較低，0-60℃環境中使用誤差較小，在0-150℃負誤差較大。

正確方法：一般補償型熱電偶補償導線的環境溫度不超過100℃，高溫熱電偶補償導線可達2000℃

7.熱電偶補償導線中間有接頭，接頭接觸不良

在熱電偶補償導線的生產過程中，單位長度內接頭(tou)的數量受國家相關質(zhi)量標準的家數量標準的限製，製造(zao)商將進(jin)行相應的處理。補償導線長度不足需要接線。常見施工人員(yuan)將補償導線接頭擰在一起進行絕緣處理後投入使用。使用一段時間後，測量不準確，誤差增加。

正確方法：如需延(yan)長補償導線長度，應連接相同型號的補償導線，連接牢(lao)固(gu)可靠，焊接，絕緣後投入使用。

8.補償導線與電力電纜平行敷設，信號 擾

某企業在施工過程中將熱電偶補償導線與電氣動力平行敷設在同一電纜橋架中，係統投入使用後出(chu)現DCS係統顯示熱電偶溫度突然高低，經反複(fu)檢查確認(ren)熱電偶測量信號受到動力線路幹擾，導致溫度測量誤差超過100度。

正確方法：施工過程中，熱電偶補償導線與電力電纜同向敷設，電力橋與儀表信號橋分別敷設，采用屏蔽補償導線。如果補償導線和電力電纜不可避免(mian)地在同一橋(qiao)架上，則(ze)應在橋架內設置(zhi)屏蔽隔板或交叉(cha)敷設(she)，以較大限度地減(jian)少(shao)熱電偶信號 擾機率。

9.由於信號衰減和幹擾引起的測量誤差，長距離使用熱電偶補償導線

熱電偶測溫時產生的電勢值為mV由於補償導線的長度增加，信號衰(shuai)減和現場磁(ci)電幹擾耦合DCS係統溫度顯示值(zhi)波動。

處理方法：

①補償線需要長距離(li)敷設，補償線直徑不得低於Φ1.5mm2，減少mV信號衰減。

②選擇屏蔽補償導線，按規範接地屏蔽(bi)層（必須使屏蔽層在補償導線一端接地，並將其納入儀表信號接地網(wang)，禁(jin)止將接地納(na)入工廠電氣(qi)接地網），避(bi)免因屏蔽層接地不正確而造成測量誤差。

③使用溫度變送器將地熱電偶信號轉換(huan)為4-20mA信號傳輸，提(ti)高信號抗幹擾能力。

10.熱電偶選擇熱電偶溫度變送器後，無需補償導線？

熱電偶溫度變送器通常(chang)安裝在熱電偶接線盒和控製櫃中，這是兩種不同結構的溫度變送器：

①溫度變送器安裝在熱電偶接線盒中，形成一個集成的熱電偶溫度變送器。熱電偶線直接連接到溫度變送器的輸(shu)入端，輸出為4-20mA信號、變送器和顯示儀器DCS係(xi)統直接用雙(shuang)絞線或兩芯屏蔽電纜連接，無熱電偶補償導線。

②如果溫度變送器安裝在控製櫃內，則必須使用補償導線連接熱電偶和溫度變送器DCS係統直接用雙絞線或兩芯屏蔽電纜連接，無熱電偶補償導線。

正確的方法必須根據實際應用確定熱電偶溫度變送是否使用補償導線。

正確使用熱電偶補償導線，相關從業人(ren)員需要了解熱電偶的工作原理和補償導線的工作原理，有強烈的責(ze)任(ren)感和認真(zhen)實際的工作態度，避免上述錯誤，確保熱電偶的準確性。