热电偶补偿导线是来延伸热电极即移动热电偶的冷端,与显示仪表联接构成测温系统。
选择热电偶补偿导线时要知道热电偶补偿导线所处的环境温度及现场工矿状况,根据现场环境温度情况选择合适的补偿导线护套,一般环境温度在-25~105℃时选择聚氟乙烯护套,环境温度在-60~205℃时选择聚全氟乙烯作为补偿导线的护套,而在-60~260℃时则选择聚四氟乙烯作为热电偶补偿导线的护套。所以在选择时一定要注意现场工矿情况。
热电偶补偿导线:在一定温度范围内(包括常温)具有与所匹配的热电偶的热电动势的标称值相同的一对带有绝缘层的导线,用他们连接热电偶与测量装置,以补偿他们与热电偶连接处的温度变化所产生的误差。
补偿导线注意事项:
1.
补偿导线的选择
补偿导线一定要根据所使用的热电偶种类和所使用的场合进行正确选择。例如,k型偶应该选择k型偶的补偿导线,根据使用场合,选择工作温度范围。通常kx工作温度为-20~100℃,宽范围的为-25~200℃。普通级误差为±2.5℃,精密级为±1.5℃。
2.
接点连接
与热电偶接线端2个接点尽可能近一点,尽量保持2个接点温度一致。与仪表接线端连接处尽可能温度一致,仪表柜有风扇的地方,接点处要保护不要使得风扇直吹到接点。
3.
使用长度
因为热电偶的信号很低,为微伏级,如果使用的距离过长,信号的衰减和环境中强电的干扰偶合,足可以使热电偶的信号失真,造成测量和控制温度不准确,在控制中严重时会产生温度波动。
根据我们的经验,通常使用热电偶补偿导线的长度控制在15米内比较好,如果超过15米,建议使用温度变送器进行传送信号。温度变送器是将温度对应的电势值转换成直流电流传送,抗干扰强。
4.
布线
补偿导线布线一定要远离动力线和干扰源。在避免不了穿越的地方,也尽可能采用交叉方式,不要平行。
5.
屏蔽补偿导线
为了提高热电偶连接线的抗干扰性,可以采用屏蔽补偿导线。对于现场干扰源较多的场合,效果较好。但是一定要将屏蔽层严格接地,否则屏蔽层不仅没有起到屏蔽的作用,反而增强干扰。
使用热电偶冷端补偿器时,对20度温度处理是对补偿后的热电势在使用前需加上0~20℃所对应的电势。
热电偶产生的热电势Et,与热电偶的冷端温度有关。一般情况下,热电偶的冷端温度并不固定,而是随室温变化,这样就使Et也随室温变化,从而带来测量误差。因此,要求对热电偶的冷端温度进行补偿,以减小热电偶冷端温度变化所引起的信号测量误差。
在热电偶温度变送器中,设计冷端温度补偿电路,根据热电偶型号的不同,一般按0℃时冷端补偿电势25mV和当温度变化Δt=50℃时ΔEt=冷端补偿电势变化量两个条件计算。
热电偶冷端处理方法及补偿注意事项热电偶冷端处理方法及补偿注意事项
为了解决以上问题,保持热电偶冷端温度恒定,远传热电势信号,获得任意冷端温度下的热电势,在实际热电偶应用中要对热电偶进行冷端处理和补偿。常用的冷端处理方法有以下几种。
1、冷端温度校正法(又称计算修正法)当热电偶冷端温度偏高0℃,但稳定在t0时,可修正仪表指示值,得到冷端在0℃的热电势E(t,0),通过查分度表确定被测温度t。
2、冷端恒温法 冷端恒温法就是把热电偶冷端置于温度恒定的装置中,当恒温装置的温度为0℃时,这种方法也被称为冰点法或冰浴法。为了防止短路,这种方法要做好绝缘工作。因为该方法使用到冰点槽等恒温装置,相对比较麻烦,多用于实验室测量,工业测量一般不采用。
3、 补偿导线延伸法 补偿导线延伸法 (又称延伸热电极法)为了使热电偶冷端的温度 保持不变,可以把热电偶延长,使冷端延伸到温度比较稳定的地方,远离被测温度的影响。为了减小贵金属热电偶延伸的成本,可以采用在一定温度范围内与需延伸热电偶热电特性相近的廉价金属代替贵金属,实现冷端延伸。
为保证准确无误地起到迁移冷端的作用,使用补偿导线时应注意以下几点:
(1)不同的热电偶配不同的补偿导线,使用时热电偶和补偿导线一定要配套。
(2)注意补偿导线的使用温度范围,如果要求较高的测量温度,药保证补偿导线和热电偶连接处温度在100℃以下。
(3)补偿导线有正、负极之分,使用时注意极性不能接错。
(4)补偿导线只是将冷端迁移,并不能固定冷端,因此,如果新冷端温度有波动,仍要采用其他冷端补偿方法恒定冷端温度。
(5)由于补偿导线的热电特性与相应热电偶的热电特性不完全相同,因此,使用补偿导线迁移冷端会引入一定的测量误差。
(6)保证补偿导线与热电极连接处的两个接点温度相等。
4、仪表零度校正法 仪表零度校正法(又称仪表机械零位调整法)如果热电偶冷端温度t0恒定,配套的显示仪表又具有零点调整功能,可以直接将仪表零点调整到热电偶冷端温度处,相当于在热电偶的热电势中加入了一个热电势E(t,0)。此时,输入仪表的热电势等于E(t,t0)+E(t0,0)=E(t,0),显示仪表显示的温度为实际测量温度t。
5、补偿电桥法 补偿电桥法(又称冷端温度补偿器)这是最常用的一种补偿冷端的方法,特别是在冷端温度波动较大时。利用不平衡电桥产生的不平衡电压来补偿因冷断温度变化引起的热电势的变化。
使用冷端温度补偿器时要注意以下几点:
(1)热电偶与冷端温度补偿器一定要配套。
(2)冷端温度补偿器接入测温系统时正、负极不能接错。
(3)显示仪表的零位要调整到冷端温度补偿器的平衡点温度。
(4)由于冷端温度补偿器的输出电压与相应热电偶的热电特性不完全相同,因此,补偿电桥在补偿温度范围内只有在两个点完全补偿,其他点上不能完全补偿,会引入一定的测量误差。
6、软件处理法 在计算机系统中,可应采用软件处理法进行冷端温度补偿。利用其他温度传感器将冷端温度t0送入计算机,按照预先设定的程序自动补偿冷端温度。
实际热电偶测温回路中常常是将多种补偿方式结合使用,最大程度地减小冷端温度波动给测量带来的影响。
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