在實際應用中,由(you)於熱電(dian)偶參考端的接線盒通常暴露在大氣(qi)中,溫度變化很(hen)大。如果不采取(qu)措(cuo)施,接線盒(he)中(zhong)的溫度既不能為零(ling),也(ye)不能保持一定(ding)的溫(wen)度(du)恒(heng)定,導致測量誤(wu)差。由於連接到(dao)熱電偶的二次儀器(如顯示器和記錄儀),I/O插卡等都有環(huan)境溫度補償,可以補(bu)償這些裝置和熱電偶的(de)接線點(即儀表接(jie)線端)的溫度t2.補償。因此,熱電偶參考端(duan)溫度的關鍵是什麽?t1.補償。目(mu)前有(you)恒溫法、補償電橋法、補償熱電偶法、補償(chang)導線法(fa)等參考(kao)方法,但較常(chang)用的是補償導線法。
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各分度號的補償導(dao)線隻能與相同分度號的熱電偶配用(yong),否則可能(neng)會欠補償或(huo)過補償。
熱電偶常用100℃和200℃熱電勢值需要(yao)補償:
(表(biao)1)
使用K補償導線時,N熱(re)電偶爾會導致過(guo)度補償,顯示溫度過高;相反,使用N補償導線的K偶爾熱電偶(ou)爾會導致低(di)溫欠賠償。
熱電偶和熱電偶補償導線正負極(ji),極性不能反接。
經(jing)理論(lun)證明,極性反(fan)向(xiang)導致的誤差約為(wei)無補償導線的兩(liang)倍。
某化工廠更換現場熱電偶後(hou),溫度測量(liang)值與實際溫度偏差較大(da),有時高(gao)有時低。經仔(zai)細檢查(cha),發現(xian)熱電偶與補償線極性正負相反,補償線接線調整後故(gu)障消除(chu)。
熱電偶和熱電偶補償導線可(ke)分為正負(fu)極。當(dang)補償導線極性反接時,儀表顯示值變化(hua)很大:
(1)補償線極性反接後,當熱電偶與補償線連接處溫度高於控製室溫度時,儀(yi)表顯示(shi)溫度低於實際測量溫度。
(2)補償線極性反接後,當熱電偶與補償線連接處溫度低於控(kong)製室溫度時,儀表顯示溫度高於實(shi)際測量溫度。
(3)補償線極性反接後,當熱電偶與(yu)補償線連接處溫度與控製室溫度相(xiang)同時,儀表顯示溫度與實際溫度相同。
如何避(bi)免(mian)逆轉?有時(shi)可以(yi)根(gen)據補償導線的材料、絕緣層和護套(tao)顏色來判斷,但由於國內新舊(jiu)標準,IEC標準的規定不同,往往(wang)很難準(zhun)確判斷補償線的分(fen)度號和(he)極性。
較(jiao)可靠、較常用的方(fang)法是方法,即將補償線的兩端剝離絕緣層,將(jiang)兩根線絞在(zai)一(yi)起,製成熱電偶的熱端,放(fang)入沸水(shui)中。兩條導線的另(ling)一端與直流電位差(cha)計(ji)連接(不應與動圈(quan)直讀相連)mV表連接,由於測量時電流讀數(shu)較低),將測量的熱電位(wei)與表1進行比(bi)較,較接近的是補償線的分度號(hao),補償線的極性可根據電位差計的正負極確(que)定。
因(yin)為熱電偶的參考溫度不一定是0℃,例如是20℃,測熱電位低於參考端0℃熱電勢值。以某(mou)一不明度號的補償導線為例,參(can)考端溫度約(yue)為20℃,測(ce)量值如在3.928±0.150mV補償線的分度號可以在範圍內判斷K。3.928k分度號熱電偶100℃和20℃時熱電勢的差值,0.150是K普通補償導線分度號允差。
補償導線儀表盤接線點位置不當,容易(yi)造成誤差
眾(zhong)所周(zhou)知,補償導線隻延長(zhang)熱電偶的參考端,起(qi)到移動參考端位置(zhi)的作用。延(yan)伸後的參考端溫度應恒定或配備有參考端溫度自動(dong)補償的裝置,否則新參考端溫度變化仍可能導致測量誤差。
例(li)如(ru),在儀表板內接線時,由於常用的盤(pan)式顯(xian)示器和記錄儀本身通電,接線端子的溫度高於儀表板接線端子的溫度。當熱電偶的補償線引入儀表板時,如果將其連接到儀表板的接線端子,並且儀表板的接線端子與儀表接線端子之(zhi)間(jian)的銅線連接,則上述溫差會導致測量誤差。因此,較好將補償線直接連接到儀表板(ban)的接線端子上。
導線電阻選擇(ze)不當容易造成誤差
早(zao)期配熱電偶的動圈儀表Ω、15Ω當熱電偶安(an)裝位置遠離(li)動圈表時,或使用分度號K、N、E、J、T含銅鎳材(cai)料的補償導線電阻較大,應(ying)注(zhu)意選擇較大截麵的補償導線。
比如選擇外接15Ω當線路電阻E分度號動圈儀表時,補償導線截(jie)麵為1.0mm2、2.5mm2.相應單位的長線電阻分別為1.25Ω/m和0.5Ω/m,補償導線的較大允許(xu)長度僅為12m和30m。假如不(bu)注意設計,這(zhe)個(ge)長度很容易超過,造成測量誤差。
R、S熱電偶補償偶補償導線混(hun)合,容易造成誤差
鉑(bo)銠(lao)-鉑熱電偶爾會(hui)出現R、S鉑(bo)銠(lao)13-鉑和鉑(bo)銠(lao)10-鉑熱電偶在國(guo)內應用較少,但其熱電勢(shi)較大(1600℃時R、S熱電偶的熱電位分別為18.849mV和16.777mV),而在低溫段(duan)100℃兩者基本一致(R、S分度號的熱電勢分別為0. 7mV和0. 6mV),200℃時稍有差別(bie)(R、S分度號的熱電勢分別為1.467mV和1.441mV),因此,目前國內市場R、S補償線的分度號是通用的。
如果你通常在市(shi)場上購買S補償導線R分度號熱電偶,100℃即使(shi)耐熱補償導線的極限溫度為200℃,當熱電偶的熱端溫度分別為600℃、1000℃、1300℃當時隻有誤差2.5℃、2.2℃、2.0℃。
補償型不同於延伸(shen)型補償線,不能互用
K 分度號補償導線有補償型KC補償導線和延伸型(xing)KX補償性能對照(zhao)表可供實際選(xuan)擇參考。
雙(shuang)鉑銠熱電偶不需要使用補償導線
在常用的熱電偶中,B雙鉑銠(鉑銠)30-鉑銠6)熱電偶是個例外。它(ta)沒有特殊(shu)的補償線,或者換句話(hua)說,補償線通常不需要在實際應用中使用。
雙鉑銠熱電偶13000萬(wan)~16000萬(wan)℃溫度段的溫度測量(≤1300℃鉑銠通常用於鉑熱電偶,其(qi)低溫段的熱電勢出奇地低,如100℃熱電勢隻有0.033mV,200℃熱電勢為0.178mV,以及整(zheng)個測溫範圍(0)~1800℃)每100℃平(ping)均熱電位為0.700mV相比之下,差別很大,所以即使不補償,誤差也很小(xiao)。
例如,當熱端溫度為13000時℃和1600℃如參考端溫度t1=100℃時,誤差是±3.0℃,如t1=120℃時,誤差是±5.0℃,使用普(pu)通補償導線±5℃但值得注意的是,如t1=200℃可能會導致時間±16.3℃因此,雖然補償導線通常不用於雙鉑銠熱電偶,但限製是參考端的溫度t1≤120℃,否則(ze)會造成很大的誤差。
鎳鈷-鎳鋁熱電偶2萬℃以下熱電勢幾乎為零,不需要補償導線,而鎳鐵-鎳(nie)銅(tong)熱電偶為50℃以下熱電勢很小,在這個溫度範(fan)圍內不需要補償導線。
銅線不能替(ti)代補償線,容易產生誤差
用銅線代替補償線有什(shen)麽影響?若K測量點(dian)溫度為5000,則熱電偶與銅線連接。℃,現場(chang)參考溫度為40℃,顯示表中的溫度為30℃(儀器的顯示溫度是多少?
根據熱電偶均(jun)質導體定律(lv),同一金屬(shu)兩端不會產生溫差熱電位EAB(Tn,T0)=此時,顯示器獲得(de)的總(zong)熱電位計算(suan)如下:
EK=EK(500,40) EK(30,0)
=EK(500,0)-EK(40,0) EK(30,0)
=20. 4-1.612 1.203
=20.234 mV
此(ci)時儀表顯示的溫度為490.4℃,即(ji)儀表顯示溫度低於實際溫度9.6℃。顯然,用銅線代替補償線會產(chan)生(sheng)很大的測量誤差,不能用銅線代(dai)替補償線。
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