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      [導讀]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(見圖1)。如果不補償的話,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℃。

      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(見圖1)。如果不補償的話,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,但最常用的就是補償導線法。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。

      熱電偶補償導線是一種在一定溫度范圍內(包括常溫)具有與所匹配的熱電偶的熱電動勢的標稱值相同的一對帶有絕緣層的導線,用熱電偶補償導線連接熱電偶與測量裝置,作用就是補償他們與熱電偶連接處的溫度變化所產生的誤差。熱電偶補償導線接反會怎么樣?在一般情況下如果發生接反熱電偶補償導線的事項,那么測試出來的溫度與實際溫度會有很大差異,這個誤差在兩倍左右。

      使用熱電偶補償導線應注意什么?

      首先是挑選熱電偶補償導線的注意事項,熱電偶的種類很多,不同類型的熱電偶就要使用不同類型的補償導線,打個比方,如果你用的是K型熱電偶那么補償導線也只能用K型;

      其次就是接線,這是使用熱電偶補償導線非常重要注意事項,連接的位置一定要跟熱電偶接線柱離得越近越好,這么做的目的就是為了把熱電勢安全的導入二次儀表,這個時候需要注意導線與二次儀表的連接點一定要避免風扇類的電器吹到接點上;

      其次就是要注意補償導線的連接距離,一定一定一定不能超過15米,否則可能有信號弱、強電干擾效果的后果;

      之后就是走線了,在使用熱電偶補償導線時一定要避開有強電鋪設的線路,其他干擾源也要避免;

      最后需要注意的是抗干擾,很多時候熱電偶的使用環境比較復雜,干擾源也很多,所以需要使用帶屏蔽功能的補償導線,同時也要注意屏蔽層接地工作。

      補償導線如何接線和選擇的補償方式有關,需要根據具體情況進行具體的分析與操作,不過不管是哪種接線方式都是要按照以下這些方法與要求進行。

      接點連接

      熱電偶有兩個接線點,這兩個點一定要盡可能的接近一些,這樣能夠保證兩個點的溫度一致,如果您的儀表柜有使用風扇,還要注意遠離風扇,不要讓風扇直接吹到接點上。

      使用長度

      熱電偶信號不高,屬于微伏級的,所以不能使用過長的距離,這樣能避免因信號衰減和強電磁干擾下,熱電偶信號失真的發生,出現溫度波動,影響測量的準確性。

      屏蔽補償導線

      熱電偶的接線需要有足夠的抗干擾能力,屏蔽補償導線是一個提高抗干擾的方法,特別是現場有較多干擾源的環境,使用效果更好,但屏蔽層必須接地,否則將起不到屏蔽的作用,而且還會強化干擾。

      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。


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