熱電偶在直接測(cè)量端叫工作端(熱端)，接線端子端叫冷端，當(dāng)熱端和冷端存在溫差時(shí)，就會(huì)在回路里產(chǎn)生熱電流，接上顯示儀表，儀表上就會(huì)指示所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)的對(duì)應(yīng)溫度值。熱電動(dòng)勢(shì)的大小只和熱電偶的材質(zhì)以及兩端的溫度有關(guān)，和熱電偶的長(zhǎng)短粗細(xì)無關(guān)。但由于工作端與接線端溫差導(dǎo)致儀表顯示值的誤差，需要冷端補(bǔ)償，同時(shí)兩端間如果采用普通導(dǎo)線由于也會(huì)有溫差電勢(shì)感應(yīng)，故需要選擇與熱電偶熱電勢(shì)特性相同的導(dǎo)線替代昂貴的熱電偶材料，這就是補(bǔ)償導(dǎo)線，用于延伸熱電極即移動(dòng)熱電偶冷端，與顯示儀表連接構(gòu)成測(cè)溫系統(tǒng)。
通常熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線有兩種延伸型補(bǔ)償導(dǎo)線和補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線，延伸型補(bǔ)償導(dǎo)線采用與熱電偶一樣的材質(zhì)做成，可以看作是熱電偶的延伸，由于采用了和熱偶芯一樣的材質(zhì)，故價(jià)格貴，特別是熱偶芯是鉑銠制成的，補(bǔ)償導(dǎo)線也很細(xì)，因此應(yīng)用不多，大部分應(yīng)用在精密測(cè)量和實(shí)驗(yàn)室及熱偶校準(zhǔn)的儀器上。工業(yè)用的補(bǔ)償導(dǎo)線大部分都是補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線，其材質(zhì)是廉價(jià)的合金，因此線徑較大，工程費(fèi)用大幅降低。而且使用環(huán)境即熱電偶冷斷接線柱到二次表或控制室內(nèi)的環(huán)境溫度低于100度，也正適合補(bǔ)償導(dǎo)線的限制，所以現(xiàn)在工業(yè)上應(yīng)用*廣的就是補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線。補(bǔ)償導(dǎo)線選擇要根據(jù)不同的熱偶芯進(jìn)行選擇，有對(duì)照表可以查詢，補(bǔ)償導(dǎo)線的正負(fù)線絕緣皮有明顯的顏色出別，在與熱偶接線上不會(huì)出錯(cuò)。
1. 補(bǔ)償導(dǎo)線的選擇 補(bǔ)償導(dǎo)線一定要根據(jù)所使用的熱電偶種類和所使用的場(chǎng)合進(jìn)行正確選擇。例如,k型偶應(yīng)該選擇k型偶的補(bǔ)償導(dǎo)線,根據(jù)使用場(chǎng)合,選擇工作溫度范圍。通常kx工作溫度為-20～100℃,寬范圍的為-25～200℃。普通級(jí)誤差為±2.5℃,精密級(jí)為±1.5℃。
2. 接點(diǎn)連接 與熱電偶接線端2個(gè)接點(diǎn)盡可能近一點(diǎn),盡量保持2個(gè)接點(diǎn)溫度一致。與儀表接線端連接處盡可能溫度一致,儀表柜有風(fēng)扇的地方,接點(diǎn)處要保護(hù)不要使得風(fēng)扇直吹到接點(diǎn)。
3. 使用長(zhǎng)度 因?yàn)闊犭娕嫉男盘?hào)很低,為微伏級(jí),如果使用的距離過長(zhǎng),信號(hào)的衰減和環(huán)境中強(qiáng)電的干擾偶合,足可以使熱電偶的信號(hào)失真,造成測(cè)量和控制溫度不準(zhǔn)確,在控制中嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生溫度波動(dòng)。 根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn),通常使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的長(zhǎng)度控制在15米內(nèi)比較好,如果超過15米,建議使用溫度變送器進(jìn)行傳送信號(hào)。溫度變送器是將溫度對(duì)應(yīng)的電勢(shì)值轉(zhuǎn)換成直流電流傳送,抗干擾強(qiáng)。
4. 布線 補(bǔ)償導(dǎo)線布線一定要遠(yuǎn)離動(dòng)力線和干擾源。在避免不了穿越的地方,也盡可能采用交叉方式,不要平行。
5. 屏蔽補(bǔ)償導(dǎo)線 為了提高熱電偶連接線的抗干擾性,可以采用屏蔽補(bǔ)償導(dǎo)線。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)干擾源較多的場(chǎng)合,效果較好。但是一定要將屏蔽層嚴(yán)格接地,否則屏蔽層不僅沒有起到屏蔽的作用,反而增強(qiáng)干擾。
6.熱電偶冷端溫度較高時(shí)采用耐高溫補(bǔ)償導(dǎo)線。
補(bǔ)充幾點(diǎn)：1、補(bǔ)償導(dǎo)線分為延長(zhǎng)性(型號(hào)有字母X)與補(bǔ)償型(型號(hào)有字母C、CA、CB等)。延長(zhǎng)型補(bǔ)償導(dǎo)線由于采用與熱電偶相同的材料，可在很寬的溫度范圍內(nèi)保持高精度;誤差曲線符合線性;沒有補(bǔ)償接點(diǎn)的干擾;但價(jià)格高。補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線由于與熱電偶的材質(zhì)不同，在較寬的溫度范圍內(nèi)不能保持高精度;誤差曲線的曲率大，并會(huì)隨溫度而變化;使用溫度范圍受限;補(bǔ)償接點(diǎn)由于是兩種不同的金屬有可能產(chǎn)生干擾;但其價(jià)格便宜;但只能在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用。但是如果選擇好適宜的材質(zhì)還是可以得到與延長(zhǎng)型補(bǔ)償導(dǎo)線相同的準(zhǔn)確度的;
2、補(bǔ)償導(dǎo)線安熱電特性的允差不同分為精密級(jí)(符號(hào)S)和普通級(jí)(符號(hào)無)。精密級(jí)的熱電特性的允差在±2.5°C以內(nèi)，普通級(jí)的熱電特性的允差在±4°C以內(nèi);
3、補(bǔ)償導(dǎo)線/電纜可以在-60～260℃環(huán)境下工作，使用溫度：耐熱級(jí)：-65~+200℃及-65~+260℃兩種; 普通級(jí)：-40~+70℃及-40~+105℃兩種，根據(jù)按照鋪設(shè)環(huán)境溫升情況選擇;根據(jù)使用安裝環(huán)境溫升情況選擇;根據(jù)使用安裝環(huán)境溫度狀況選擇相應(yīng)的耐熱等級(jí)。
4、根據(jù)安裝機(jī)械受力條件決定的*小彎曲半徑：使用補(bǔ)償導(dǎo)線*小彎曲半徑：不小于導(dǎo)線外徑的8倍;使用熱電偶補(bǔ)償電纜*小彎曲半徑：有鎧裝時(shí)不小于電纜外徑的12倍，無鎧裝時(shí)不小于電纜外徑6倍;
5、在“參比端溫度”不超過120°C時(shí)，對(duì)于B分度號(hào)的熱電偶可以不使用補(bǔ)償導(dǎo)線而只用普通通導(dǎo)線也可保證測(cè)量精度。在常用熱電偶當(dāng)中，R、S 分度號(hào)補(bǔ)償導(dǎo)線的精度是*低的，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(cè)量誤差要求高時(shí)，必須將參比端的溫度保持在100 ℃以下;
6、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、有屏蔽性補(bǔ)償導(dǎo)線可提高抗干擾性能，但要保證安裝現(xiàn)場(chǎng)能夠嚴(yán)格的接地，這在干擾源較多的場(chǎng)合時(shí)有意義的。
8 、動(dòng)圈式儀表現(xiàn)在應(yīng)用極少了，如果還在使用要注意選擇補(bǔ)償導(dǎo)線的截面積和長(zhǎng)度以保證補(bǔ)償導(dǎo)線的電阻不可超差;而其他形式儀表一般不用在乎補(bǔ)償導(dǎo)線這樣的了。
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