補償導線

補償導線

熱電偶延長線
在一定溫度範圍内,具有與其匹配的熱電動勢标稱值相同的一對帶絕緣包覆的導線叫補償導線。用它們連接熱電偶與測量裝置,以補償熱電偶連接處的溫度變化所産生的誤差。補償導線并不能自動補償熱電偶冷端溫度的變化,僅隻是将熱電偶冷端引至溫度較穩定的地方而已,補償還要由人工和儀表來進行。因此補償導線應該叫做熱電偶延長線,這樣才不會給人造成錯誤的理解。
    中文名:補償導線 外文名: 所屬學科: 使用溫度:耐熱級:-65~+200℃ 彎曲半徑:不小于導線外8倍 标準:GB/T4989-94

特點

由熱電偶的測溫原理可知,熱電偶産生的熱電勢與熱端(又稱測量端)、參比端(又稱冷端)的熱電勢有關,隻有參比端溫度t1為零或恒定不變,熱電勢才是熱端溫度的單值函數。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緻等于上述溫差。

使用方式

與s型熱電偶自由端的連接要方便可靠;保護套管應能保證熱電極與有害介質充分隔離。組成熱電偶的兩個熱電極的焊接必須牢固;兩個熱電極彼此之間應很好地絕緣,以防短路;非标準化熱電偶在使用範圍或數量級上均不及标準化熱電偶,一般也沒有統一的分度表,主要用于某些特殊場合的測量。

s型熱電偶冷端的溫度補償由于熱電偶的材料一般都比較貴重(特别是采用貴金屬時)而測溫點到儀表的距離都很遠,,為了節省熱電偶材料,降低成本,通常采用補償導線把熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度比較穩定的控制室内,連接到儀表端子上。必須指出,熱電偶補償導線的作用隻起延伸熱電極,使熱電偶的冷端移動到控制室的儀表端子上,它本身并不能消除冷端溫度變化對測溫的影響,不起補償作用。

正根據熱電偶測溫原理,熱電偶的輸出熱電勢是熱電偶兩端溫度t和t0差值的函數。當冷端溫度t0不變時,熱電勢才與熱端溫度呈單值函數關系。在實際應用中,由于熱電偶長度限制,冷端受到被測溫度和周圍環境溫度波動的影響,很難保持恒定,從而造成被測溫度失真。

各種s型熱電偶溫度與熱電動勢關系的分度表都是在冷端溫度為零時作出的,因此,用熱電偶測溫時,若要直接應用熱電偶的分度表,就必須滿足t0=0℃的條件。這樣,不但不是0℃,而且也不恒定,因t0此将引入誤差。消除或補償所能夠這個誤差的方法,常用的有以下幾種:零度恒溫法熱電勢修正法溫度系數法冷端補償器法Pn結補償法冷端延長線法。

作用

要了解熱電偶的溫度補償問題,就要從熱電偶的原理作手,現隻談談與之相關的熱電偶閉合回路的總熱電勢和中間溫度定則。前者說明了:對于已選定的熱電偶,當參比端溫度恒定時,則總的熱電動勢就成測量端溫度的單值函數。即一定的熱電勢對應着一定的溫度,而熱電偶的分度表中,參比端溫度均為0度。但在應用現場,參比端溫度千差萬别,不可能都恒定在0度,這就會産生測量誤差,這就是熱電偶要進行溫度補償的原因。在實際應用中常把熱電偶的參比端稱為冷端。

熱電偶冷端溫度補償的方法有:

1.冰浴法常用在實驗室,即把參比端溫度恒定在0度,但做起來成本高、難度大。

2.冷端溫度校正法常用在要求不高的現場,即當冷端溫度無法恒定為0度,就需要對儀表的指示值進行修正。做起來容易但誤差較大。

3.補償電橋法較少單獨使用,是利用不平衡電橋産生的電勢來補償熱電偶冷端溫度變化所引起的熱電勢變化值。補償電橋有單獨産品,也有做在儀表内的。

4.補償導線法這是最常用的方法,即把熱電偶延長把冷端引至溫度較穩定的地方(通常為控制室),然後由人工來調正冷端溫度,即把儀表零點調至室溫,或由儀表内電路進行自動補償。對于貴金屬熱電偶把熱電偶延長也是不可能的,因為價格太高行不通,就用熱電特性相近的賤金屬來做延長導線,中間溫度定則是應用補償導線的理論基礎。

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