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(xiàn)只談?wù)勁c之相關(guān)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(shù)。即一定的熱電勢對應(yīng)著一定的溫度,而熱電偶的分度表中,參比端溫度均為0度。但在應(yīng)用現(xiàn)場,參比端溫度千差萬別,不可能都恒定在0度,這就會產(chǎn)生測量誤差,這就是熱電偶要進行溫度補償?shù)脑颉T趯嶋H應(yīng)用中常把熱電偶的參比端稱為冷端。 熱電偶冷端溫度補償?shù)姆椒ㄓ?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(xiàn)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,是利用不平衡電橋產(chǎn)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。補償電橋有單獨產(chǎn)品,也有做在儀表內(nèi)的。 4.補償導(dǎo)線法 這是常用的方法,即把熱電偶延長,把冷端引至溫度較穩(wěn)定的地方(通常為控制室),然后由人工來調(diào)正冷端溫度,即把儀表零點調(diào)至室溫,或由儀表內(nèi)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金屬來做延長導(dǎo)線,中間溫度定則是應(yīng)用補償導(dǎo)線的理論基礎(chǔ)。補償導(dǎo)線并不能自動補償熱電偶冷端溫度的變化,僅只是將熱電偶冷端引至溫度較穩(wěn)定的地方而已,補償還要由人工和儀表來進行。因此補償導(dǎo)線應(yīng)該叫做熱電偶延長線,這樣才不會給人造成錯誤的理解。認識補償導(dǎo)線的作用正確認識補償導(dǎo)線的作用正確認識補償導(dǎo)線的作用正確認識補償導(dǎo)線的作用正確認識補 償導(dǎo)線 熱電偶測溫使用補償線時,必須注意以下幾點: 1. 補償導(dǎo)線必須與相應(yīng)型號的熱電偶配用; 2. 補償導(dǎo)線在與熱電偶、儀表連接時,正、負極不能接錯,兩對連接點要處于相同溫度; 3. 補償導(dǎo)線和熱電偶連接點溫度不得超過規(guī)定使用的溫度范圍; 4. 要根據(jù)所配儀表的不同要求選用補償導(dǎo)線的線徑 熱電偶 熱電偶是工業(yè)上常用的溫度檢測元件之一,熱電偶工作原理是基于賽貝克seeback效應(yīng),即兩種不同成分的導(dǎo)體兩端連接成回路,如兩連接端溫度不同,則在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流的物理現(xiàn)象。其優(yōu)點是: ①測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸,不受中間介質(zhì)的影響。 ②測量范圍廣。常用的熱電偶從-50~+1600℃均可邊續(xù)測量,某些特殊熱電偶低可測到-269℃(如金鐵鎳鉻),可達+2800℃(如鎢-錸)。 ③構(gòu)造簡單,使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成,而且不受大小和開頭的限制,外有保護套管,用起來非常方便。 1.熱電偶測溫基本原理 將兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B焊接起來,構(gòu)成一個閉合回路,如圖2-1-1所示。當導(dǎo)體A和B的兩個執(zhí)著點1和2之間存在溫差時,兩者之間便產(chǎn)生電動勢,因而在回路中形成一個大小的電流,這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的。蓋板及砂子運至溝旁。設(shè)備安裝應(yīng)具備下列條件變配電室內(nèi)全部電氣設(shè)備及用電設(shè)備配電箱柜安裝完畢。電纜橋架、電纜托盤、電纜支架及電纜過管、保護管安裝完畢,并檢驗合格。準備工作:施工前應(yīng)對電纜進行詳細檢查;規(guī)格、型號、截面、電壓等級均符合設(shè)計要求,外觀無扭曲、壞損及漏油、滲油等現(xiàn)象。電纜敷設(shè)前進行絕緣搖測或耐壓試驗。
鎧裝6芯E分度BCHFF46精密級熱電偶補償導(dǎo)線
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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。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。 二、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。 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(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)線的分類從原理上分延長型和補償型,延長型其合金絲的名義化學(xué)成分與配用的熱電偶相同,因而熱電勢也相同,在型號中以"X"表示,補償型其合金絲名義化學(xué)成分與配用的熱電偶不同,但在其工作溫度范圍內(nèi),熱電勢與所配用熱電偶的熱電勢標稱值相近,在型號中以"C"表示。 從補償精度分普通級和精密級,精密級補償后的誤差大體上只有普通級的一半,通常用在測量精度要求較高的地方。如S、R分度號的補償導(dǎo)線,精密級的允差為±2.5℃,普通級的允差為±5.0℃;K 、N分度號的補償導(dǎo)線,精密級的允差為±1.5℃,普通級的允差為±2.5℃。在型號中普通級的不標,精密級的加"S"表示。 從工作溫度分一般用和耐熱用,一般用工作溫度為0 ~ 100℃(少數(shù)為0 ~ 70℃);耐熱用工作溫度為0 ~ 200℃。 此外,可以線芯多少分為單股和多芯(軟線)補償導(dǎo)線,以是否帶屏蔽層分為普通型和屏蔽型補償導(dǎo)線,還有于防爆場合的本質(zhì)安全電路用的補償導(dǎo)線。一千伏以下電纜,試驗標準應(yīng)符合國家和當?shù)毓╇姴块T規(guī)定。必要時敷設(shè)前仍需用兩點五千伏搖表測量絕緣電阻是否合格。紙絕緣電纜,測試不合格者,應(yīng)檢查芯線是否受潮,如受潮,可鋸掉一段再測試,直到合格為止。
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