Korrekt användning av termoelementkompensationsledningar vid temperaturmätning

Termoelementets kompensationsledningar har använts i stor utsträckning vid mätning av termoelementets temperatur. Om du förstår principen, funktionen, metoden för handling och försiktighetsåtgärder för termoelementkompensationsledningar kan du fullt ut använda funktionen för termoelementkompensationsledningar, annars kommer det att slå tillbaka. I industriell produktion, även om termoelement har använts i stor utsträckning som temperatursensorer för temperaturmätning och kontroll, och människor är bekanta med dem, om den korrekta användningsmetoden inte är uppmärksam på, kan det orsaka betydande avvikelse vid temperaturmätning och kontroll och i allvarliga fall direkt orsaka ekonomiska förluster. Därför bör det tas på allvar.
1, Introduktion till temperaturmätningsprincipen för termoelement
En krets som består av två olika homogena material A och B kallas ett termoelement. A. Kontaktpunkterna anslutna i båda ändarna av material B representeras av J1 respektive J2. Om temperaturen T1 och T2 för kontaktpunkterna för J1 och J2 är olika, kommer en elektrisk potential att genereras i kretsen, som vanligtvis kallas en termoelektrisk potential. När ett material av B - timing beror storleken på termoelektrisk potential på temperaturskillnaden mellan T1 och T2, uttryckt av formeln som
EAB (T1, T2)=EAB (T1)+EBA (T2)=EAB (T1) -EB (T2) (1)
I formeln: EAB (T1, T2) är materialet ett termoelement för B har en termoelektrisk potentialskillnad mellan korsningstemperaturen T1 och T2.
EAB (T1) - A Potentialen vid punkt B när temperaturen är T1.
EAB (T2), EBA (T1) - A Potentialen vid punkt B -temperaturen T2 är lika i storlek och motsatt i tecken.
För att förena termoelementmaterial och standardisera dem har relevanta nationella standarder föreskrivit sammansättningen av termoelementmaterial a komponenterna i B-renhet och tillhandahöll en kombination av material B är namngivna med en enda bokstav, såsom K-typ, s-typ, etc. För bekvämligheten med användning, temperaturvärden och potentiella förhållanden av olika typer av termiska termor är unifierade som är relativa värdena)) Som T 0, och olika typer av termoelementkalibreringstabeller är gjorda för enkel referens och beräkning.
Jämfört med formen i figur 1 förvandlas formel (1) till
EAB (ti, t2)=eab (t1, t 0)-eab (t2, t 0) (2)
Formel (2) är den praktiska formeln som vi för närvarande använder, så länge vi känner till T1 T2, kan EAB (Ti, T 0) och EAB (T2, T 0) hittas från graderingstabellen.
Två termoelementkompensationsledningar
För det första, låt oss analysera anslutningsledarlagen och lagen om mellanliggande temperatur för termoelement.
I praktiska tillämpningar finns det alltid ett avstånd mellan att mäta och kontrollera instrument och termoelement. Materialen C och D i mitten är också två homogena material. Enligt lagen om mellanliggande ledare i termoelement kan uttrycket för den uppmätta totala potentiella EZ härledas enligt följande:
EZ=EAB (T1, T3)+ECD (T3, T2) (3)
Ekvation (3) är lagen för termoelementanslutningsledare. Om anslutningen inte är i ett avsnitt är den totala potentiella EZ också summan av varje sektion. I mätningen hoppas vi att den totala potentialen vid mätänden är termoelementet EAB (T1, T2), vilket är bekvämt för att kontrollera instrumentmätningen för att förhindra att ytterligare potential genereras av mellanliggande anslutningar. Uttrycket är:
EAB (t1, t2)=ez=eab (t1, t3)+eab (t3, t2) (4)
I ekvation (4) kallas T3 som mellanliggande temperatur, därför kallas det också lagen om mellanliggande temperatur. Detta kräver att vi hittar en viss materiell CD, hans egenskaper är:
ECD (T3, T2)=EAB (T3, T2) (5)
Materialet som uppfyller ekvationen (5) kallas termoelementets kompensationstråd. Eftersom det finns många typer av termoelement finns det också många typer av termoelementkompensationsledningar.
3, vanliga fel i användningen av kompensationsledningar och de resulterande felen
1. Anslut de positiva och negativa terminalerna för termoelementets kompensationstråd i omvänd riktning med termoelementet
Om de positiva och negativa polerna i termoelementets kompensationsledning är anslutna i omvänd riktning till termoelementets positiva och negativa poler, och termoelementets positiva och negativa poler är korrekt anslutna till instrumentets positiva och negativa poler, och tar K-typens termoelement som ett exempel. Detta fel är ganska vanligt i applikationer eftersom efter anslutning är temperaturförändringstrenden för det kontrollerade objektet förenligt med displayinstrumentet. Dessutom har många termoelementkompensationstrådsprodukter för närvarande icke-standardmärkning, vilket gör det svårt att skilja; Vissa tillverkare märker till och med färger felaktigt. Nedan följer en analys av de fel som orsakas av denna situation.
Om det är korrekt anslutet är den totala termoelektriska potentialen som mottagits av instrumentet
Ez=ek (ti, t3)+ekx (t3, t2)=ek (t1, t3)+ek (t3, t2)=ek (t1, t2) (6)
På grund av ett anslutningsfel, enligt lagen om mellanliggande ledare, är den totala termoelektriska potentialen som mottagits av instrumentet
EZ=EK (T1, T3)+EKX (T3, T2) (7)
För KX förlängda kompensationsledningar finns det
E'kx (t3, t2) =- ekx (t3, t2) =-- ek (t3, t2) (8)
Beräkna felet som genereras av instrumentmätningsvärdet
Ez'-ez=ek (t1, t3) -ek (t3, t2) -ek (t1, t3) -ek (t3, t2) =-2 ek (t3, t2) (9)
Temperaturen nära den allmänna industriella ugnen är minst 8 grader högre än temperaturen i kontrollrummet. Så det resulterande felet är exakt två gånger kompensationsvärdet för kompensationsledningen. För termoelement av K-typ är det differentiella potentialvärdet i allmänhet cirka 40C/(μ V), och den uppmätta temperaturen är ungefär 16 graders lägre än den faktiska temperaturen. Om kontrolltemperaturen är inställd på 600 grader bör den faktiska temperaturen vara cirka 616 grader.
Från ovanstående analys kan man se att när de positiva och negativa polerna i termoelementets kompensationstråd vänds, misslyckas den inte bara med att kompensera, utan också fördubblar felet jämfört med att inte ansluta kompensationstråden. Därför måste kompensationstrådens polaritet beaktas vid anslutning.
2. Den använda kompensationstrådsmodellen är felaktig
Om samma typ av kompensationstråd är parad med samma typ av termoelement, kommer fel fortfarande att uppstå om den valda typen av kompensationstråd är felaktig. Förutsatt att en termoelement av S-typ används väljs kompensationstråden Kx för termoelementet K-typ.
Enligt lagen om mellanliggande ledare är den totala termoelektriska potentialen som mottagits av instrumentet
E'z (t1, t2)=es (t1, t3)+ekx (t3, t2) (10)
Om S-typen kompenserande tråd SC används korrekt utan att beakta självfelet i kompensationstråden, är den totala potentialen som mäts av instrumentet EZ (T1, T2)=ES (T1, T3)+ES (T3, T2) (11)
På grund av att du väljer fel kompensationsledning resulterade mätvärdet på instrumentet i fel som visas i ekvationer (10) - (11)
Ez'-ez=ekx (t3, t2) -es (t3, t2) (12)
Om arbetstemperaturen för termoelementet i S-typen är 900 grader och omgivningstemperaturen i kontrollrummet är 25 grader, fortfarande enligt t 3-- t 2==8 grad, kontrollera S-Pair och K-Pair-kalibreringstabellerna separat, och skaffa den potentiella skillnaden som skillnad som skillnad som skillnad som
EKX (T3, T2) -ES (T3, T2) =0. 278MV
Temperaturen mätt med instrumentet är högre än den faktiska temperaturen. Om instrumentet styrs vid 900 grader är det faktiska värdet endast 875,1 grader, med ett fel på 24,9 grader.
Om polariteten vänds igen i ovanstående situation kommer instrumentmätningsvärdet att vara högre. När instrumentet visar 900 grader är den faktiska temperaturen 933,2 grader, med ett fel på 33,2 grader.
3. Blandning av kompensationsledningar med vanliga ledningar
I praktiska tillämpningar har det ofta visat sig att vanliga ledningar används för att ansluta kompensationsledningar på grund av deras otillräckliga längd, eller en sektion av vanlig tråd är ansluten efter att kompensationstråden har brutits.
4, försiktighetsåtgärder för att använda kompensationsledningar
1. Val av kompensationsledningar
Kompensationstråden måste väljas korrekt beroende på vilken typ av termoelement som används och tillfället där den används.
2. Kontaktanslutning
Försök att hålla temperaturen på de två kontaktpunkterna så nära termoelementterminalen som möjligt. Temperaturen vid anslutningspunkten med instrumentterminalen bör vara så nära som möjligt. I områden där det finns en fläkt i instrumentskåpet bör kontaktpunkterna skyddas för att förhindra att fläkten blåser direkt till kontaktpunkterna.
3. Använd längd
Eftersom termoelementets signal är mycket låg, kan på mikrovoltnivån, om den används på lång avstånd, signaldämpning och stark elektrisk störning i miljön orsaka snedvridning av termoelementsignalen, vilket resulterar i felaktig temperaturmätning och kontroll. I svåra fall kan temperaturfluktuationer uppstå under kontrollen. Baserat på erfarenhet är det vanligtvis bättre att kontrollera längden på termoelementets kompensationstråd inom 15 meter. Om den överstiger 15 meter rekommenderas det att använda en temperatursändare för att överföra signalen. Temperatursändaren konverterar det potentiella värdet som motsvarar temperaturen till likström för överföring och har stark anti-interferensförmåga.