1、補償導(dǎo)線與熱電偶的匹配
各種分度號的補償導(dǎo)線只能與相同分度號的熱電偶配用,否則可能欠補償或過補償,常用熱電偶在100℃和200℃時需補償?shù)臒犭妱葜狄姳?:
當(dāng)我們用K分度號的補償導(dǎo)線配用N分度號的熱電偶,將造成過補償,顯示溫度偏高;反之,用N分度號的補償導(dǎo)線配用K分度號的熱電偶,將造成欠補償,顯示溫度偏低。
2、補償導(dǎo)線分度號和極性的判斷
有時可根據(jù)資料所列補償導(dǎo)線的材料、絕緣層及護套顏色判斷,但由于國內(nèi)新舊標準、IEC標準的規(guī)定有差異,用這個方法對補償導(dǎo)線的分度號和極性常常難以準確判斷。
可靠常用的方法是測試法,就是將補償導(dǎo)線的兩端剝?nèi)ソ^緣層,把兩根導(dǎo)線絞合在一起制成熱電偶的熱端,放到沸騰的水中,兩根導(dǎo)線的另一端與直流電位差計相連(不應(yīng)該與動圈式直讀mV 表相連,因測量時取電流其讀數(shù)偏低),將測得的熱電勢與表1比較,與之接近的即為補償導(dǎo)線的分度號,根據(jù)電位差計的正負極可確定補償導(dǎo)線的極性。由于測試時由補償導(dǎo)線構(gòu)成的熱電偶的參比端溫度不一定是0℃,例如是20℃,則所測熱電勢低于參比端為0℃的熱電勢值。以某種不明分度號的補償導(dǎo)線為例,如參比端溫度約20℃,測量值如在3.928±0.150mV范圍內(nèi),則可判斷這種補償導(dǎo)線的分度號是K。3.928是K分度號熱電偶100℃和20℃時熱電勢的差值,0.150是K分度號普通級補償導(dǎo)線的允差。
3、補償導(dǎo)線儀表盤接線點的位置
我們知道,補償導(dǎo)線只是把熱電偶的參比端延長,起到移動參比端位置的作用,延伸后的參比端溫度應(yīng)當(dāng)恒定或配用本身具有參比端溫度自動補償?shù)难b置,否則仍可能因新的參比端溫度變化引起測量誤差。
比如在儀表盤內(nèi)接線時,由于常用盤裝顯示器、記錄儀本身因通電而發(fā)熱,使其接線端子處的溫度高于儀表盤接線端子處的溫度。當(dāng)熱電偶的補償導(dǎo)線引進儀表盤后,如果將其接到儀表盤的接線端子上,而儀表盤的接線端子與儀表接線端子間用銅線連接,則因上述溫差存在將造成測量誤差。所以將補償導(dǎo)線跨過儀表盤的接線端子直接與儀表的接線端子相連。
4、補償導(dǎo)線的線路電阻
對早期配熱電偶的動圈式儀表來說,有5Ω、15Ω兩種線路電阻的要求,當(dāng)熱電偶安裝地點離動圈表較遠時,或采用分度號K、N、E、J、T等包含有銅鎳材料的補償導(dǎo)線時,其線路電阻較大,選用時要注意選較大截面的補償導(dǎo)線。比如選用外接15 Ω線路電阻 E分度號的動圈式儀表時,其配用的補償導(dǎo)線截面為1.0 mm2、2.5 mm2 ,而對應(yīng)的單位長度線路電阻分別為 1.25Ω/m和 0.5Ω/m, 則補償導(dǎo)線的允許長度僅為 12 m和 30 m。設(shè)計時如不留心,這個長度很容易超過,造成測量誤差。
5、R、S分度號熱電偶的補償導(dǎo)線
同稱為鉑銠-鉑的熱電偶有R、S兩種分度號,分別代表鉑銠13-鉑和鉑銠10-鉑熱電偶,前者在國內(nèi)應(yīng)用較少, 但其熱電勢較大(1600℃時R、S分度熱電偶的熱電勢分別為18.849mV和16.777 mV),而在低溫段 100℃ 時兩者基本一致(R、S 分度號的熱電勢分別為 0.647 mV和0.646 mV),200 ℃時稍有差別(R、S 分度號的熱電勢分別為 1.467 mV和1.441mV),所以目前國內(nèi)市場上R、S分度號的補償導(dǎo)線是通用的。如將市場上通常采購得到的S分度號的補償導(dǎo)線用于R分度號的熱電偶,在100℃以下無誤差,即使到了耐熱用補償導(dǎo)線的極限溫度200℃,當(dāng)熱電偶的熱端溫度分別為600℃、1000℃、1300℃時,所引起的誤差僅為 2.5℃、2.2℃、2.0℃。
這一點可作為1節(jié)的一個特例。
在常用熱電偶當(dāng)中,R、S 分度號補償導(dǎo)線的是的,但從溫度使用范圍來看,0~60℃范圍內(nèi)誤差很小,100~150℃誤差就比較大了。當(dāng)測量誤差要求高時,必須將參比端的溫度保持在100 ℃以下。
6、補償型與延伸型補償導(dǎo)線的比較
K 分度號的補償導(dǎo)線有補償型KC補償導(dǎo)線與延伸型KX補償導(dǎo)線,以下性能對照表2可以供實際選用時參考。
7、雙鉑銠熱電偶不用補償導(dǎo)線
前面講了這么多,都是說要用補償導(dǎo)線去補償熱電偶參比端溫度,但在常用熱電偶中,分度號B的雙鉑銠(鉑銠30-鉑銠6)熱電偶是一個例外,它沒有專用的補償導(dǎo)線,或者換一句話說,在實際應(yīng)用中,它一般沒有必要使用補償導(dǎo)線。
雙鉑銠熱電偶常用于1300~1600 ℃溫度段的測溫(≤1300℃ 通常采用鉑銠-鉑熱電偶),其低溫段的熱電勢出奇地低,如100℃時的熱電勢僅 0.033mV, 200℃時的熱電勢為0.178mV,與整個測溫范圍內(nèi)(0~1800 ℃)每100℃的平均熱電勢為0 .700mV 比較,相差懸殊,所以即使不補償,造成的誤差也很小。例如當(dāng)熱端溫度為1300℃和1600℃時,如參比端溫度t1=100℃ 時,造成的誤差為±3.0℃,如t1=120℃ 時,造成的誤差為±5,.0℃ ,均達到使用普通級補償導(dǎo)線 ±5℃的要求。但值得注意的是,如t1=200℃ 時,則可能造成±16.3℃的誤差,因此對雙鉑銠熱電偶來說,雖然在通常情況下可不使用補償導(dǎo)線,但限制條件是參比端溫度t1≤120℃,否則將造成較大的誤差。
在不常用的熱電偶中,鎳鈷-鎳鋁熱電偶200℃以下熱電勢幾乎為零,可不用補償導(dǎo)線,而鎳鐵-鎳銅熱電偶在50℃以下的熱電勢微乎其微,在這個溫度范圍內(nèi)也不用補償導(dǎo)線。
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