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常見補(bǔ)償導(dǎo)線使用中的錯(cuò)誤和產(chǎn)生的誤差

發(fā)布日期：2014-10-08
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熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線已經(jīng)廣泛用于熱電偶溫度測量中。如果了解了熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的原理、功能、作用方法和注意事項(xiàng),就能充分發(fā)揮熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用。
        實(shí)際上在眾多熱電偶測溫現(xiàn)場,小編發(fā)現(xiàn)用普通銅導(dǎo)線作連線的占40%,而使用補(bǔ)償導(dǎo)線作連接線的僅占60%。究其原因有二：
      一是由于熱電偶設(shè)備使用操作人員不了解補(bǔ)償導(dǎo)線功能,認(rèn)為既然只要起到連接作用,普通導(dǎo)線即可。
      二是設(shè)備制造商在安裝熱電偶時(shí),用的連接線即為普通導(dǎo)線,而在使用者角度總認(rèn)為設(shè)備安裝人員都是專業(yè)人員,做法總是正確的,沒能引起應(yīng)有的懷疑。
在工業(yè)生產(chǎn)中,雖然熱電偶作為溫度傳感器,已經(jīng)廣泛使用于溫度測量和控制,人們對(duì)此也比較熟悉,但如果在使用中不注意正確的使用方法,就會(huì)給測溫和控溫造成很大的偏離,嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接造成經(jīng)濟(jì)損失,所以應(yīng)該引起重視。 
常見補(bǔ)償導(dǎo)線使用中的錯(cuò)誤和產(chǎn)生的誤差
      1. 熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線正負(fù)極與熱電偶接反
      如果將熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的正負(fù)極與熱電偶正負(fù)極接反,而熱電偶的正負(fù)極與儀表的正極連接是正確的,以K型偶為例見圖4所示。這種錯(cuò)誤在應(yīng)用中比較普遍,因?yàn)檫B接后,被控制對(duì)象的溫度變化趨勢與顯示儀表是一致的。加之目前熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線產(chǎn)品很多標(biāo)注不規(guī)范,難以辨認(rèn)；有些甚至是生產(chǎn)廠家將顏色標(biāo)錯(cuò)。下面分析由于這種情況所產(chǎn)生的誤差。
      如果正確連接,儀表所接收的總熱電勢為
      EZ=EK（T1,T3）+EKX（T3,T2）=EK（T1,T3）+EK（T3,T2）=EK（T1,T2）
      因?yàn)檫B接的錯(cuò)誤,根據(jù)中間導(dǎo)體定律,儀表所接收的總熱電勢為
      E′Z=EK（T1,T3）+EKX（T3,T2）（7）
      對(duì)于KX延伸型補(bǔ)償導(dǎo)線,有
      E′KX（T3,T2）=-EKX（T3,T2）=-EK（T3,T2）
      計(jì)算,儀表測量值由此產(chǎn)生誤差為
      EZ′-EZ=EK（T1,T3）-EK（T3,T2）-EK（T1,T3）-EK（T3,T2）=2EK（T3,T2）
      一般工業(yè)爐附近的溫度,至少比控制間的溫度高8℃。那么由此產(chǎn)生誤差正好是補(bǔ)償導(dǎo)線補(bǔ)償值的2倍。對(duì)于K型偶,微分電勢值基本在40℃/（μV）左右,測量溫度大約比實(shí)際溫度低16℃。如果控制溫度設(shè)定在600℃,實(shí)際溫度應(yīng)該在616℃左右。
      從上面的分析可以看出,當(dāng)熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線正負(fù)極接反,不僅沒有起到補(bǔ)償作用,誤差比不接補(bǔ)償導(dǎo)線還增加一倍,因此補(bǔ)償導(dǎo)線在連接時(shí)一定要注意極性。
      如果不能確定熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線極性時(shí),可以取一段補(bǔ)償導(dǎo)線,將一端絕緣去掉后擰在一起,放在熱水杯中,用普通萬用表直流電壓量程最低檔測量另一端的2根線,萬用表上會(huì)顯示測量電壓的正負(fù),信號(hào)的正極為補(bǔ)償導(dǎo)線的正極。
      2. 使用的補(bǔ)償導(dǎo)線型號(hào)不對(duì)
      同種補(bǔ)償導(dǎo)線配同種熱電偶,如果所選的補(bǔ)償導(dǎo)線種類不對(duì),一樣產(chǎn)生誤差。 根據(jù)中間導(dǎo)體定律,儀表所接收的總熱電勢為
      E′Z（T1,T2）=ES（T1,T3）+EKX（T3,T2）（10）
      如果正確使用S型偶補(bǔ)償導(dǎo)線SC,不考慮補(bǔ)償導(dǎo)線自身誤差,儀表測量的總電勢為EZ（T1,T2）=ES（T1,T3）=ES（T3,T2）（11）
      由于選錯(cuò)了補(bǔ)償導(dǎo)線儀表測量值由此產(chǎn)生誤差為式(10)-式(11)
      EZ′-EZ=EK（T3,T2）-ES（T3,T2）-EK（T3,T2）-ES（T3,T2）（12）
      如果S型熱電偶工作溫度為900℃,控制間環(huán)境溫度為25℃,仍按照T3-T2=8℃,分別查S偶和K偶分度表,得出電勢差為
      EK（T3,T2）-ES（T3,T2）=0.278mV
      儀表測量溫度比實(shí)際溫度高。如果儀表控制在900℃時(shí),實(shí)際值只有875.1℃,誤差24.9℃。
      如果上述情況又將極性接反,儀表測量值偏高,儀表顯示900℃時(shí),實(shí)際溫度為933.2℃,誤差33.2℃。
      3. 補(bǔ)償導(dǎo)線與導(dǎo)線混用
     在實(shí)際應(yīng)用中,經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)由于補(bǔ)償導(dǎo)線不夠長用普通導(dǎo)線連接,或補(bǔ)償導(dǎo)線斷后接上一段普通導(dǎo)線。
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