實(shí)際應(yīng)用時(shí),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(gè)溫度恒定不變,由此引起測(cè)量誤差。由于與熱電偶相連的顯示控制儀、無紙記錄儀、I/O插卡等均帶環(huán)境溫度補(bǔ)償,可對(duì)這些裝置與熱電偶的接線點(diǎn)(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(duì)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,但最常用的就是補(bǔ)償導(dǎo)線法。
儀表工使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)可參考昌暉儀表總結(jié)的補(bǔ)償導(dǎo)線使用基本知識(shí),便于大家正確使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線。
①各種分度號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線只能與相同分度號(hào)的熱電偶配用,否則可能欠補(bǔ)償或過補(bǔ)償
當(dāng)我們用K分度號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線配用N分度號(hào)的熱電偶,將造成過補(bǔ)償,顯示溫度偏高;反之,用N分度號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線配用K分度號(hào)的熱電偶,將造成欠補(bǔ)償,顯示溫度偏低
②熱電偶及熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線分正負(fù)極,極性不能反接
經(jīng)理論證明,熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線使用時(shí)將極性接反導(dǎo)致的誤差約為不用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)的2倍。某化工廠在更換現(xiàn)場(chǎng)熱電偶后出現(xiàn)溫度測(cè)量值與實(shí)際溫度有較大偏差,有時(shí)高有時(shí)低。仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線極性正負(fù)接反,按照極性調(diào)整補(bǔ)償導(dǎo)線接線后故障消除。
③熱電偶和熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線都有正負(fù)極之分,補(bǔ)償導(dǎo)線極性反接時(shí)儀表顯示值變化很大:
a、補(bǔ)償導(dǎo)線極性反接后,當(dāng)熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接處溫度高于控制室溫度時(shí),儀表顯示溫度低于實(shí)際測(cè)量溫度。
b、補(bǔ)償導(dǎo)線極性反接后,當(dāng)熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接處溫度低于控制室溫度時(shí),儀表顯示溫度高于實(shí)際測(cè)量溫度。
c、補(bǔ)償導(dǎo)線極性反接后,當(dāng)熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接處溫度與控制室溫度相同時(shí),儀表顯示溫度與實(shí)際溫度相同。
④補(bǔ)償導(dǎo)線儀表盤接線點(diǎn)的位置不當(dāng),易引起誤差
我們知道,補(bǔ)償導(dǎo)線只是把熱電偶的參比端延長(zhǎng),起到移動(dòng)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(dòng)補(bǔ)償?shù)难b置,否則仍可能因新的參比端溫度變化引起測(cè)量誤差。
比如在儀表盤內(nèi)接線時(shí),由于常用盤裝顯示控制儀、無紙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(bǔ)償導(dǎo)線引進(jìn)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(cè)量誤差。所以最好將補(bǔ)償導(dǎo)線跨過儀表盤的接線端子直接與顯示控制儀、無紙記錄儀等儀表的接線端子相連。
⑤R、S分度號(hào)熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線混用,易引起誤差
同稱為鉑銠-鉑的熱電偶有R、S兩種分度號(hào),分別代表鉑銠13-鉑和鉑銠10-鉑熱電偶,前者在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少,但其熱電勢(shì)較大(1600℃時(shí)R、S分度熱電偶的熱電勢(shì)分別為18.849mV和16.777mV),而在低溫段100℃時(shí)兩者基本一致(R、S分度號(hào)的熱電勢(shì)分別為0.647mV和0.646mV),200℃時(shí)稍有差別(R、S分度號(hào)的熱電勢(shì)分別為1.467mV和1.441mV),所以目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上R、S分度號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線是通用的。
如將市場(chǎng)上通常采購(gòu)得到的S分度號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線用于R分度號(hào)的熱電偶,在100℃以下無誤差,即使到了耐熱用補(bǔ)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(shí),所引起的誤差僅為2.5℃、2.2℃、2.0℃。
⑤補(bǔ)償型與延伸型補(bǔ)償導(dǎo)線不同,不可互用
K分度號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線有補(bǔ)償型KC補(bǔ)償導(dǎo)線與延伸型KX補(bǔ)償導(dǎo)線,以下性能對(duì)照表可以供實(shí)際選用時(shí)參考。
⑥雙鉑銠熱電偶無需使用補(bǔ)償導(dǎo)線
在常用熱電偶中,分度號(hào)B的雙鉑銠(鉑銠30-鉑銠6)熱電偶是一個(gè)例外,它沒有專用的補(bǔ)償導(dǎo)線,或者換一句話說,在實(shí)際應(yīng)用中,它一般沒有必要使用補(bǔ)償導(dǎo)線。
雙鉑銠熱電偶常用于1300-1600℃溫度段的測(cè)溫(≤1300℃通常采用鉑銠-鉑熱電偶),其低溫段的熱電勢(shì)出奇地低,如100℃時(shí)的熱電勢(shì)僅0.033mV,200℃時(shí)的熱電勢(shì)為0.178mV,與整個(gè)測(cè)溫范圍內(nèi)(0-1800℃)每100℃的平均熱電勢(shì)為0.700mV比較,相差懸殊,所以即使不補(bǔ)償,造成的誤差也很小。
例如當(dāng)熱端溫度為1300℃和1600℃時(shí),如參比端溫度t1=100℃時(shí),造成的誤差為±3.0℃,如t1=120℃時(shí),造成的誤差為±5.0℃,均達(dá)到使用普通級(jí)補(bǔ)償導(dǎo)線±5℃的要求。但值得注意的是,如t1=200℃時(shí),則可能造成±16.3℃的誤差,因此對(duì)雙鉑銠熱電偶來說,雖然在通常情況下可不使用補(bǔ)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(shì)幾乎為零,可不用補(bǔ)償導(dǎo)線,而鎳鐵-鎳銅熱電偶在50℃以下的熱電勢(shì)微乎其微,在這個(gè)溫度范圍內(nèi)也不用補(bǔ)償導(dǎo)線。
⑦銅線不能替代補(bǔ)償導(dǎo)線,易產(chǎn)生誤差
用銅導(dǎo)線替代補(bǔ)償導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生什么影響呢?看以下例子:一支K型熱電偶,用銅導(dǎo)線來連接熱電偶和顯示儀表,如果測(cè)量點(diǎn)溫度為500℃,現(xiàn)場(chǎng)參比溫度為40℃,顯示表內(nèi)溫度為30℃(溫度補(bǔ)償器在表內(nèi)),這時(shí)顯示儀表的顯示溫度是多少呢?
根據(jù)熱電偶的均質(zhì)導(dǎo)體定律,同一種金屬兩端不會(huì)產(chǎn)生溫差熱電勢(shì),所以EAB(Tn,T0)=0,這時(shí)顯示儀表得到的總熱電勢(shì)計(jì)算如下:
EK=EK(500,40)+EK(30,0)
=EK(500,0)-EK(40,0)+ EK(30,0)
=20.644-1.612+1.203
=20.234 mV
這時(shí)儀表顯示的溫度為490.4℃,即儀表顯示溫度比實(shí)際溫度低了9.6℃。顯然用銅導(dǎo)線來代替補(bǔ)償導(dǎo)線,將會(huì)產(chǎn)生較大測(cè)量誤差,不能用銅導(dǎo)線來代替補(bǔ)償導(dǎo)線。
共有訪客發(fā)表了評(píng)論
網(wǎng)友評(píng)論