如何正确使用热电偶补偿代码

在使用摘要热电偶的温度测量中，一般使用热电偶补偿导线。 但是，调查结果表明，由于补偿导线的使用不正确，产生了很多问题。 本文介绍了补偿导线的原理，总结了常见的错误使用形式，并对同时发生的偏差进行了理论分析，指出了正确的使用方法和注意事项。 关键词热电偶补偿导线的使用方法误差热电偶补偿导线广泛应用于热电偶温度测量。 如果理解热电偶补偿导线的原理、功能、作用方法、注意事项，就能充分发挥热电偶补偿导线的作用，否则就相反了。 某钢管生产企业新引进的一系列球化炉装置，装置的二十多个测温点， 设备安装员对热电偶负负负负负负负负负负负负负负负负负负负负负负负负负负负负负负负负负负负 负、负、负、负、负、正、负、负、负、负、负、正、负、负、正、负、正、负、正、负、正、负、负 正负负负负负负实际上，在很多热电偶测温现场，用普通铜线接线的占40%，用补偿线接线的只占60%。 其原因之一是，由于热电偶设备的使用者不理解补偿导线的功能，因此认为只要发挥连接的作用，普通的导线即可。 第二，设备制造商安装热电偶时使用的连接线是普通的导线，但从使用者的立场来看，设备设置人员是专家，做法非常正确，不能引起应有的疑问。 在工业生产中，热电偶作为温度传感器广泛用于温度测量和控制，但在使用中如不注意正确的使用方法，测温和控制温度会产生较大偏差，严重时会直接导致经济损失，因此值得重视。 另一方面，热电偶的测温原理的概要将由两种不同的均质材料a、b构成的电路(参照图1 )称为热电偶。 连接在a、b材料的两端的接点分别用j1、j2表示，j1、j2的接点温度t1与t2不同时，在电路中产生电位，称为通常热电势。 在a、b的材料一定的情况下，热电势的大小依赖于t1、t2之间的温度差，eab(t1、t2) = eab ( t1) + EBA ( t2) = eab ( t1)-eab ( t2) (1)式中: eab(t1、t2)> <； br/>； <； br/>； 材料是a、b热电偶，接点温度t1、t2间的温度差电位。 eab(t1)> <； br/>； <； br/>； a、b接点温度为t1时的电位。 eab(t2 )、eba(t1)> <； br/>； <； br/>； a、b接点温度为t2时的电位，这2项的大小相等，符号相反。 为了统一和规范热电偶材料，国家有关标准规定了构成热电偶材料a、b的成分、纯度，给出了a、b材料的组合形式，统一用一个字母命名型号，如k型、s型等。 为了便于使用，将各种型号的热电偶温度值和电位关系统一为相对于0℃的电位值，这里用t0表示，制作各种型号的热电偶索引表，容易调查计算。 这样，对于图1的形式，式(1)变换成eab(t1、t2)=eab(t1、t0)-eab(t2、t0)(2)是我们当前使用的实用的形式，只要知道t1、t2，就能够从比例表中检测eab(t1、t0)和eab(t2、t0) 图1中的左图是原理图，在该图中不能测定热电势的右图是现在实际使用的测定电路，在热电偶的两极连接测定导线，根据热电偶的中间导体的法则，如果在右图中接点j2、j3的温度相同，则为t2，连接的导线全部为同种的均质材料，图1中的右图与左图相同 双热电偶补偿导线1 .连接导体规律和中间温度规律首先分析热电偶的连接导体规律和中间温度规律。 在实际应用中，仪表和热电偶总是有距离，如图2所示。 c、d也是2种均质材料，根据热电偶的中间导体的规律，导出测定的总电位ez的式子是ez=eab(t1、t3)+ecd(t3、t2)(3)式(3)是热电偶连接导体的规律。 如果连接不是段，则总电位ez类似地也是每个部分的和。 在图2的测定中，测定端子的总电位优选为热电偶eab(t1、t2)，考虑进行控制，以使在仪表测定中不会在中间连接产生附加电位，eab(t1、t2)=ez=eab(t1、t3)+eab(t3、t2)(4)式(4)中将t3称为中间温度 这样，要求找到某种材料c、d，其特性将满足ecd(t3、t2)=eab(t3、t2)(5)式(5)材料称为热电偶的补偿导线. 由于热电偶的种类很多，热电偶补偿导线的种类也很多。 2 .在工业温度测量和温度控制中正确使用补偿导线的工业温度测量控制中，由于热电偶使用的位置始终与测量控制表(以下简称仪表)有一定的距离，因此需要用补偿导线从热电偶的输出端连接到测量控制表的输入端。 由于热电偶和补偿导线有正负极，配线时请连接正极和正极、负极和负极。 如图3所示。 在图3中，t3和t2的温度差会导致测量误差。因此，不同类型的热电偶不能混合使用不同类型的补偿导线，因为补偿导线的作用补偿t3和t2。 三、常见补偿导线使用中的误差1 .热电偶补偿导线的正负极和热电偶相反，热电偶补偿导线的正负极和热电偶的正负极相反，热电偶的正负极和仪表的正极的连接正确，以k型偶数为例如图4所示。 这种错误在应用中比较普遍，因为连接后被控制对象的温度变化趋势与显示仪表一致。 除此之外，目前热电偶补偿导线产品的很多标记都不规范，有些制造商的颜色可能会错误。 下面分析这种情况产生的误差。 如果正确地连接，则仪表所接受总热电势为ez=ek(t1，t3)+ekx(t3，t2)=ek(t1，t3)+ek(t3，t2)=ek(t1，t2)(6)，根据中间导体的法则，仪表所接受的总热电势为e&prime； z=ek(t1，t3)+ekx(t3，t2)(7)kx扩展型补偿导线具有e&prime； 当计算出kx(t3，t2)=-ekx(t3，t2)=-ek(t3，t2)(8)时，仪表测量值为ez&prime； -ez=ek(t1，t3)-ek(t3，t2)-ek(t1，t3)-ek(t3，t2)=2ek(t3，t2)(9)一般工业炉附近温度至少比控制间的温度高8℃. 由此产生的误差恰好是补偿导线的补偿值的2倍。 在k型偶数情况下，微分电位值大致为40℃/(&mu； v )左右，测量温度比实际温度约低16℃。 将控制温度设定为600℃时，实际温度应为616℃左右。 根据以上分析，热电偶补偿导线的正负极相反，不仅没有补偿作用，误差也比不连接补偿导线倍，因此补偿导线在连接时必须注意极性。 不知道热电偶补偿导线的极性时，取下补偿导线，将其一端绝缘后拧紧，放入热水杯中，用普通的测试器直流电压范围zui低速级测量另一端的2条线，测试器上显示测量电压的正负，信号的正极成为补偿导线的正极。 2 .使用的补偿导线的形式，同种补偿导线中没有配合同种热电偶，如果选定的补偿导线种类不同，同样会产生误差。 假设使用s型热电偶，如图5所示选择了k型偶数的补偿导线kx。 根据中间导体的法则，如果正确使用仪表接受的总热电势为e&prime的z(t1，t2)=es(t1，t3)+ekx(t3，t2)(10型偶数补偿导线sc，则不考虑补偿导线自身的误差，仪表测定的总电位为ez(t1，t2)=es(t1，t3)=es(t3，t3) 即使在-ez=ek(t3，t2)-es(t3，t2)-ek(t3，t2)-es(t3，t2)(12型热电偶工作温度为900℃、控制间环境温度为25℃的情况下，在t3-t2=8℃下调查s偶数和k偶数的索引表，结果电位差为ek(t3，t2)-es(t3，t2) 仪表控制在900℃时，实际值只有875.1℃，误差只有24.9℃。 上述情况又使极性相反，仪表的测量值升高，仪表显示900℃时，实际温度为933.2℃，误差为33.2℃。 3 .补偿导线和导线混合在一起的实际应用中，由于补偿导线不长，常用普通导线连接，补偿导线断开后再连接普通导线。 图6表示2种补偿导线和通常导线混合存在的情况。 在图6(b )的情况下，通过中间导体的法则进行分析，将热电偶的型号设为y(y表示热电偶的分度编号中的任意一个)，将补偿导线设为yx，将仪表测量端的总热电势设为e&prime； 如果z=ey(t1，t3)+eyx(t3，tn)+ec(tn，t2)(13)tn与t2温度大致相等，则ec(tn，t2)=0，即使用导线连接也不会产生影响。 如果tn和t2的温度不相等，则有补偿导线，因此接点tn也远离热工设备的周围，tn总是小于t3，在室温下与t2没有太大差异时，ec(tn，t2)的电位较小，用导线连接的影响较小。 在图6(a )的情况下，若按照中间导体的规律进行分析，则在e&prime即z=ey(t1，t3) + eyx1c(tn1) + ecy1x(tn2) + ETX ( t 3，t2)(14 )对式( 14 )中，eyx1c ( TN1)、ecy1x ( TN2)、补偿导线的任意一个电极与连接导线的电位相同。 如果tn1=tn2，eyx1c(tn1)+ecy1x(tn2)=0，则中间连接代码不影响。 tn1&ne； tn2、eyx1c(tn1)+ecy1x(tn2)&ne； 0、中间连接导线的影响依赖于补偿导线的材料yx1和连接导线的材料c的电位与tn1、tn2之差。 eyx1c(tn1)+ecy1x(tn2 )可以是正数，也可以是负数。 折叠合成温度值与采用哪个热电偶有关。 通常，廉价金属热电偶的微分电位大于贵金属热电偶。 因此，如上所述影响折合温度，贵金属热电偶的影响较大。 四、补偿导线的使用注意事项1 .补偿导线的选择补偿导线必须根据使用的热电偶种类和使用的情况正确选择。 例如，选择k型偶数或k型偶数的补偿导线，根据使用情况选择工作温度范围。 通常kx的工作温度为-20~100℃，大范围为-25~200℃。 普通级误差为±； 2.5℃，精密级为±； 1.5℃。 2 .接点连接和热电偶端子的2个接点尽量接近，尽量使2个接点的温度一致。 与仪表端子的连接部尽量保持温度一致，保护仪表盘上有风扇的场所、触点部不使风扇直接接触触点。 3 .使用长度为1的热电偶的信号较低，为微伏特级，所使用的距离过长时，信号衰减和环境中的强电场干扰耦合会使热电偶信号失真，测量和控制温度变得不正确，控制过程中发生严重的温度变化。 1根据我们的经验，通常最好将热电偶补偿导线的长度控制在15米以内。 如果超过15米，建议使用温度变送器发出信号。 温度变送器将对应于温度的电位值转换为直流电流并传送，因而抗噪声能力强。 4 .接线补偿导线的接线应远离动力线和噪声源。 在不可避免的地方，尽量采用交叉方式，不要平行。 5 .屏蔽补偿导线可采用屏蔽补偿导线，以提高热电偶连接线的抗干扰性。 现场噪声源较多时，效果较好。 但是，必须严密地接地屏蔽层。 屏蔽层不仅不起屏蔽的作用，还增强噪声。

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