Правильное использование компенсационных проводов термопары при измерении температуры

Компенсационные провода термопары широко использовались при измерении температуры термопары. Если вы понимаете принцип, функцию, метод действия и меры предосторожности проводов компенсации термопары, вы можете полностью использовать функцию проводов компенсации термопары, в противном случае это будет иметь неприятные последствия. В промышленном производстве, хотя термопары широко используются в качестве датчиков температуры для измерения и контроля температуры, и люди знакомы с ними, если на правильный метод использования не обращается внимания, это может вызвать значительное отклонение в измерении и контроле температуры, а в тяжелых случаях непосредственно вызывает экономические потери. Поэтому это должно быть воспринято всерьез.
1, Введение в принцип измерения температуры термопавли
Схема, состоящая из двух разных однородных материалов A и B, называется термопарой. A. Точки контакта, соединенные на обоих концах материала B, представлены J1 и J2 соответственно. Если температура T1 и T2 точек контакта J1 и J2 различны, в цепи будет генерируется электрический потенциал, который обычно называют термоэлектрическим потенциалом. Когда материал времени B -времени величина термоэлектрического потенциала зависит от разности температур между T1 и T2, выраженной формулой как
Eab (t1, t2)=eab (t1)+eba (t2)=eab (t1) -eab (t2) (1)
В формуле: EAB (T1, T2) - это термопару B имеет термоэлектрическую разность потенциалов между температурами соединения T1 и T2.
EAB (T1) - потенциал в точке B, когда температура составляет T1.
EAB (T2), EBA (T1) - A Потенциал в точке B Температура B T2 равен по величине и напротив знака.
Чтобы объединить материалы термопары и стандартизировать их, соответствующие национальные стандарты предусматривают композицию материала термопары и компоненты B чистоты и предоставлены комбинационная форма материала B, названная с одной буквой, такой как K-тип, S-тип и т. Д. Для удобства использования значения температуры и потенциальные отношения различных типов термокатров, представляемых, не являются потенциальными значениями. Поскольку t 0 и различные типы таблиц калибровочных сетей термопары создаются для легкой ссылки и расчета.
По сравнению с формой на рисунке 1 формула (1) преобразуется в
Eab (ti, t2)=eab (t1, t 0)-eab (t2, t 0) (2)
Формула (2) - это практическая формула, которую мы в настоящее время используем, если мы знаем t1 t2, eab (ti, t 0) и eab (t2, t 0), можно найти из таблицы выпускной.
Два провода компенсации термопары
Во -первых, давайте проанализируем закон о проводнике соединения и промежуточный закон о температуре термопавли.
В практических приложениях всегда существует расстояние между измерением и управлением инструментами и термопарами. Материалы C и D в середине также являются двумя однородными материалами. Согласно закону промежуточного проводника в термопалях, выражение для измеренного общего потенциала EZ может быть получено следующим образом:
Ez=eab (t1, t3)+ecd (t3, t2) (3)
Уравнение (3) является законом проводника соединения термопары. Если соединение не находится в одном разделе, общий потенциал EZ также является суммой каждого раздела. В измерении мы надеемся, что общим потенциалом на измерении является термопару EAB (T1, T2), который удобен для управления измерением прибора, чтобы предотвратить получение дополнительного потенциала промежуточными соединениями. Выражение:
Eab (t1, t2)=ez=eab (t1, t3)+eab (t3, t2) (4)
В уравнении (4) T3 называется промежуточной температурой, поэтому он также известен как закон промежуточной температуры. Это требует от нас, чтобы найти определенный материальный компакт -диск, его характеристики:
ECD (T3, T2)=EAB (T3, T2) (5)
Материал, который удовлетворяет уравнению (5), называется компенсационным проводом термопары. Поскольку существует много типов термопавли, существует также много типов компенсационных проводов термопары.
3, общие ошибки при использовании компенсационных проводов и полученных ошибок
1. Подключите положительные и отрицательные клеммы компенсационной проволоки термопары в обратном направлении с термопарой
Если положительные и отрицательные полюсы компенсационной проволоки термопары соединены обратными к положительным и отрицательным полюсам термопары, а положительные и отрицательные полюсы термопары правильно соединены с положительными и отрицательными полюсами прибора, принимая термопару K-типа в качестве примера. Эта ошибка довольно распространена в приложениях, потому что после подключения тенденция изменения температуры контролируемого объекта согласуется с инструментом дисплея. Кроме того, многие продукты для компенсации термопары в настоящее время имеют нестандартную маркировку, что затрудняет различие; Некоторые производители даже неправильно маркируют цвета. Ниже приведен анализ ошибок, вызванных этой ситуацией.
При правильном подключении общий термоэлектрический потенциал, полученный инструментом
Ez=ek (ti, t3)+ekx (t3, t2)=ek (t1, t3)+ek (t3, t2)=ek (t1, t2) (6)
Из -за ошибки соединения, в соответствии с законом промежуточных проводников, общий термоэлектрический потенциал, полученный инструментом.
Ez=ek (t1, t3)+ekx (t3, t2) (7)
Для расширенных компенсационных проводов KX есть
E'kx (t3, t2) =- ekx (t3, t2) =-- ek (t3, t2) (8)
Рассчитайте ошибку, сгенерированную значением измерения прибора
Ez'-ez=ek (t1, t3) -ek (t3, t2) -ek (t1, t3) -ek (t3, t2) =-2 ek (t3, t2) (9)
Температура вблизи общей промышленной печи на 8 градусов выше, чем температура в контрольной комнате. Таким образом, полученная ошибка в два раза больше значения компенсации компенсационного провода. Для Thermocouples K-типа значение дифференциального потенциала, как правило, составляет около 40 ° С/(мк В), а измеренная температура примерно на 16 градусов ниже фактической температуры. Если температура управления установлена ​​на 600 градусов, фактическая температура должна составлять около 616 градусов.
Из приведенного выше анализа можно увидеть, что когда положительные и отрицательные полюсы компенсационной проволоки термопары обращаются вспять, он не только не может компенсировать, но и удваивает ошибку по сравнению с не подключением компенсационного провода. Следовательно, полярность компенсационной проволоки должна быть принята во внимание при его подключении.
2. Используемая модель компенсационной проволоки неверна
Если тот же тип компенсационного провода в паре с тем же типом термопары, ошибки все равно будут происходить, если выбранное тип компенсационного провода неверен. Предполагая, что используется термопару S-типа, выбирается компенсационная проволока kx термопары K-типа.
Согласно закону промежуточного проводника, общий термоэлектрический потенциал, полученный инструментом
E'z (t1, t2)=es (t1, t3)+ekx (t3, t2) (10)
Если SC, компенсирующий проволоку S-типа, используется правильно без учета ошибки самостоятельного компенсационного провода, общий потенциал, измеренный инструментом, составляет EZ (T1, T2)=ES (T1, T3)+ES (T3, T2) (11)
Из -за выбора неправильной компенсационной проволоки значение измерения прибора привело к ошибкам, как показано в уравнениях (10) - (11)
Ez'-ez=ekx (t3, t2) -es (t3, t2) (12)
Если рабочая температура термопары S-типа составляет 900 градусов, а температура окружающей среды в контрольной комнате составляет 25 градусов, все еще в соответствии с t 3-- t 2==8 степень, проверьте таблицу S-Pair и K-Pair отдельно и получайте потенциальную разницу как разница в
Ekx (t3, t2) -es (t3, t2) =0. 278mv
Температура, измеренная прибором, выше фактической температуры. Если инструмент контролируется на 900 градусов, фактическое значение составляет всего 875,1 градуса, с ошибкой 24,9 градуса.
Если полярность снова изменена в вышеуказанной ситуации, значение измерения прибора будет выше. Когда прибор отображается на 900 градусов, фактическая температура составляет 933,2 градуса, с ошибкой 33,2 градуса.
3. Смешивание компенсационных проводов с обычными проводами
В практических приложениях часто обнаруживается, что обычные провода используются для подключения компенсационных проводов из -за их недостаточной длины, или участок обычного провода подключен после того, как компенсирующий проволоки сломается.
4, Меры предосторожности по использованию компенсационных проводов
1. Выбор компенсационных проводов
Компенсационный провод должен быть выбран правильно в соответствии с типом используемой термопары и случаем, когда она используется.
2. Свяжитесь с подключением
Старайтесь сохранить температуру двух точек контакта как можно ближе к терминалу термопары. Температура в точке соединения с терминалом прибора должна быть как можно ближе. В областях, где в шкафу для приборов есть вентилятор, точки контакта должны быть защищены, чтобы вентилятор не прозвучал непосредственно в точки контакта.
3. Используйте длину
Поскольку сигнал термопары очень низкий, на уровне микроволта, если он используется на большем расстоянии, ослабление сигнала и сильные электрические помехи в среде могут вызвать искажение сигнала термопары, что приводит к неточному измерению температуры и контролю. В тяжелых случаях во время контроля могут возникнуть колебания температуры. Основываясь на опыте, обычно лучше контролировать длину компенсационной проволоки термопары в пределах 15 метров. Если он превышает 15 метров, рекомендуется использовать передатчик температуры для передачи сигнала. Температура передатчика преобразует потенциальное значение, соответствующее температуре в постоянный ток для передачи, и обладает сильной противоположностью.