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热电偶补偿导线怎么使用?

2019-7-18 11:26:15      点击:

   该怎样选择与安装热电偶?热电偶是热电温度计的敏感元件,是由两种不同材料的金属导体组成.两种导体的一端焊接在一起作为测量端与被测介质充分接触,另一端作为参考端与温度指示仪表相连接。热电偶的测温原理是基于塞贝克效应,即:如果两种不同成分的均质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就有电流通过,那么两端之间就存在电动势,也叫塞贝克电动势.其值大小只与组成热电偶的金属材料的性质,两端温差的大小有关,而与热电偶两热电极的几何尺寸(长度,直径)及沿电极长度方向的温度分布无关.热电偶也可以看做是一种换能器,是将热能转化为电能,通过测量回路中产生的电动势大小,并利用热电势与温度之间的函数关系而达到测温的目的。热电偶的结构简单,性能稳定,测温范围宽,测温精度高,使用方便,广泛应用于机械工业生产,科研等方面的热处理中的测温与控温程序.根据组成热电偶的材料及结构的不同,(可将热电偶分成许多种类).正确地选择与安装热电偶,是合理使用热电偶的前提,不但可以准确地得到温度数值,保证产品质量,而且还可以节省热电偶材料的消耗.热电偶的选择,首先应根据被测温度的上限和使用环境来选择热电偶的热电极和保护套管,其次根据被测对象的结构和安装特点来选择热电偶的规格尺寸.热电偶按结构形式不同可分为:普通工业型,恺装型,高性能实体型和特种型热电偶.

 常见的普通工业用热电偶有以下几种: (1)铂锗10一铂热电偶属于贵金属热电偶,其正极的名义成分为含锗10%的铂锗合金(SP),负极为纯铂(SN).长期使用温度1300OC,短期使用温度1600cC.物理,化学性能稳定,抗氧化性能强.宜在氧化,惰性环境中连续使用.一般用于准确度要求较高的高温测量,但其价格昂贵,机械强度差,热电动势小,需配用灵敏度高的显示仪表,分度号为S。(2)镍铬一镍硅热电偶属于廉金属热电偶,其正极为含10%的镍铬合金(KP),负极为含硅3%的镍硅合金(KN),负极亲磁性.长期使用温度10009C,短期使用温度1200`C,热电势比S型热电偶大4一5倍,线性度极好,使用温度范围宽,是廉金属热电偶中性能zui稳定的一种.宜在氧化性,惰性环境中连续使用,价格便宜,误差约在7℃左右.但其热电极不易做得太均匀,易氧化,尤其在低温状态,其稳定性差,分度号为K (3)镍铬一康铜热电偶属于廉金属热电偶,其正极为镍铬合金(EP),负极为铜镍合金(EN).长期使用温度6000C,短期使用温度8009C,zui大的特点是热电动势率zui大,即灵敏度zui高,但极易被氧化,分度号为E. (4)铜一康铜热电偶属于廉金属热电偶,其正极为纯铜(TP),负极为康铜(铜镍)合金(TN).

在低温状态普遍应用的一种热电偶,测温范围一200一300OC,热电极丝的均匀性好,稳定性高,灵敏度好,价格低廉,分度号为To恺装型热电偶是将热电极丝装在有绝缘材料的金属套管中,经组合加工成可弯曲的坚实的组合体,再依所需长度截断,对其测量端和参考端进行加工即制成恺装型热电偶.该种热电偶可以做得很细很长,在使用中可随测量需要而弯曲.其测温范围宽,响应速度快,热接点处的热容量小,使用寿命长.同时其机械强度高,耐压性能高,适应性广,绕性大,安装使用方便,应用极其广泛. 补偿导线的作用: 1)、利于热电偶参考端温度的修正和集中控制。测量仪表一般安装在远离热源和环境温度较稳定的地方,而普通热电偶的接线盒(参考端安装的地方)距被测对象很近。

 

必须用导线把热电偶参考端与仪表连接。若用普通铜导线连接则热电偶参考端温度较高而且不稳定,给测量带来误差。若将热电偶延长使热电偶参考端远离热源,理论上是可以的,但会造成热电极材料的浪费。补偿导线就是为解决这个矛盾而产生的。它的特点是在参考端温度可能的变化范围内(0-100℃或0-150℃)由补偿导线两极组成的热电偶其热电特性与所配热电偶的热电特性相同,即: Ea'b'(tn,0)=Eab(tn,0)根据中间温度定律可知,热电偶回路中加入补偿导线后,其热电势仅与测量端温度t和补偿导线与仪表连接处t0有关,而与参考端温度tn的变化无关,就象把热电极延长到仪表处,所以补偿导线的作用只是延长了热电偶,它并不能消除参考端温度不为0℃时的影响。因此还必须利用诸如0℃恒温器法、计算法、仪表自动补偿法等方法将热电偶参考端温度修正到0℃。 2)、可节省大量价格昂贵的金属材料,如铂铑10-铂热电偶,可选用廉家属铜-镍铜补偿导线。使用补偿导线应注意: 1)、各种补偿导线只能与相应型号的热电偶配用。 2)、补偿导线有正、负极之分,使用时极性不可接错,否则会造成测量误差。 3)、热电偶和补偿导线连接点的温度不得超过规定的使用温度,因超过规定温度范围,补偿导线与热电偶的热电特性相差较大而产生测量误差。 4)、由于补偿导线与热电偶材料热电特性并不完全相同,所以要求连接处的两个接点温度相同,否则将引入测量误差。 5)为便于安装,可选用多股补偿导线,也可以根据需要选用防水、防腐、防火的补偿导线。 6)、用粗直径和导电系数大的补偿导线,可以减小热电偶回路的电阻,利于仪表正常工作和自动控温。双金属温度计