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補(bǔ)償導(dǎo)線的工作原理
點擊次數(shù):2841 更新時間:2018-08-05

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)(見圖1)。如果不補(bǔ)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(dāng)t1=50℃,t2=20℃時,如熱端溫度為1000℃,則顯示溫度僅969℃,誤差達(dá)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(bǔ)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(jìn)行補(bǔ)償。由此可見,關(guān)鍵是如何對熱電偶的參比端溫度t1進(jìn)行補(bǔ)償。目前有多種參比端補(bǔ)償方法,如恒溫法、補(bǔ)償電橋法、補(bǔ)償熱電偶法、補(bǔ)償導(dǎo)線法等,但常用的就是補(bǔ)償導(dǎo)線法。

1、補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)償導(dǎo)線來代替需要延伸的貴重?zé)犭娕疾牧?,將參比端由熱電偶接線盒延伸到儀表接線端,由補(bǔ)償導(dǎo)線對原參比端溫度進(jìn)行補(bǔ)償。

補(bǔ)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(jī)械性能,如采用多股線芯或小直徑補(bǔ)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(bǔ)償導(dǎo)線的分類

從原理上分延長型和補(bǔ)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(bǔ)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(biāo)稱值相近,在型號中以“C”表示。

從補(bǔ)償精度分普通級和精密級,精密級補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(biāo),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(bǔ)償導(dǎo)線,以是否帶屏蔽層分為普通型和屏蔽型補(bǔ)償導(dǎo)線,還有于防爆場合的本質(zhì)安全電路用的補(bǔ)償導(dǎo)線。

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