有关热电偶冷端的温度补偿方法

2022-09-07

  关于热电偶,我们或许有着多多少少的了解,但是无论无论我们了解多少,本篇关于热电偶深入知识的分享文章,都不容大家错过,让我们一起看看。

  热电偶冷端的温度补偿

  理论上,热电偶是冷端以0℃测量标准。然而,仪器通常在室温下测量,但由于冷端不是0℃,导致热电势差降低,测量不准确,误差。因此,减少误差的补偿措施是冷端温度补偿。因此,冷端恒温法、冷端温度校正法、补偿导线法、补偿电桥法等消除冷端温度变化温度变化的影响。

安徽天康集团.jpg

  (1)冷端恒温法

  一般热电偶定标时冷端温度为0℃为标准。因此,冷端经常放置在冰水混合物中,使其温度保持在恒定0℃。在实验室条件下,通常把冷端放在盛有绝缘油的试管中,然后再将其放入装满冰水混合物的保温容器中,是冷端保持0℃。

  (2)冷端温度校正法

  因为热电偶的温度分度表在冷端温度保持在0℃在这种情况下,测量电路或显示仪示仪器根据这种关系曲线进行刻度,因此冷端温度不等于0℃需要修正仪表指示值。如果冷端温度高于0℃,但恒定于t0℃,测量的热电势应小于热电偶的分度值。为了获得真实温度,中间温度法则可以用以下公式进行修正:

  E(t,0)= E(t,t1)   E(t1,0)

  (3)补偿导线法

  因为热电偶的材料一般比较贵 (尤其是使用贵金属时),温度测量点远离仪器。为了节约热电偶材料,降低成本,通常使用补偿导线(compensating lead)热电偶的冷端 (自由端)延伸到温度相对稳定的控制室,连接到仪表端子。这是一种具有正负极性的特殊导线。当与热电偶的热电特性小于100时,选择一对导线℃当范围一致时,只要热电偶冷端小于100℃,将其与热电偶冷端连接相当于延长热电偶,便于热电偶冷端温度处理。如果移动的冷端仍处于高温或波动的地方,补偿导线将失去使用意义。

  使用补偿导线时应注意的事项

  ①补偿导线的选择

  补偿导线必须根据使用的热电偶类型和使用场合正确选择。k型偶应根据使用场合选择k型偶的补偿导线和工作温度范围。kx工作温度-20~100℃,宽度为-25~200℃。一般级误差为±2.5℃,精密级为±1.5℃。

  ②接点连接

  尽可能接近热电偶接线端的两个接头,并尽可能保持两个接头的温度一致。与仪表接线端连接处的温度尽可能一致。如果仪表柜有风扇,应保护风扇直接吹到接头处。

  ③使用长度

  由于热电偶的信号很低,是微伏级的,如果使用距离过长,信号衰减和环境中强电的干扰,足以扭曲热电偶的信号,导致测量和控制温度不准确,严重控制时会产生温度波动。

  根据我们的经验,最好将热电偶补偿线的长度控制在15米以内。如果超过15米,建议使用温度变送器传输信号。温度变送器将温度对应的电势转换为直流电流传输,具有较强的抗干扰性。

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  ④布线

  补偿导线布线必须远离动力线和干扰源。在不可避免的地方,尽量交叉,不要平行。

  ⑤屏蔽补偿导线

  为了提高热电偶连接线的抗干扰性,可以使用屏蔽补偿线。对于现场干扰源较多的场合,效果较好。但必须严格接地屏蔽层,否则屏蔽层不仅不起屏蔽作用,而且增强干扰。

  (4)补偿电桥法

  补偿电桥法是利用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶尔冷端温度变化引起的热电势变化值。补偿桥现已标准化。不平衡电桥电桥(即补偿电桥)R1、R2、R3和RCu组成。其中R1=R2=R3=1 ;Rs由温度系数小的锰铜丝制成;RCu补偿电阻由温度系数大的铜线绕组而成,0℃时,RCu=1;Rs该值可根据所选电偶的类型计算确定。这座桥串联在热电偶测量电路中RCu在一定温度下感受相同的温度(通常取0℃)调整电桥平衡,使R1=R2=R3=RCu。当冷端温度变化时,RCu随着温度的变化,电桥平衡被破坏,产生不平衡电压△U,该电压与热电势叠加,送入测量仪器。适当选择Rs的数值,可是电桥产生的不平衡电压△U基本上可以补偿冷端温度变化引起的热电势变化值。这样,当冷端温度发生变化时,仪器仍然可以给出正确的温度值。

  (5)软件处理方法

  对于计算机系统,热电偶冷端不需要用硬件处理。例如,冷端温度恒定,但不是0℃在采样后,只需添加与冷端温度对应的常数即可。

  对于T如果0波动频繁,可以使用热敏电阻或其他传感器T将信号输入到计算机中,并根据计算公式设计一些程序。在后一种情况下,除热电势外,还必须考虑冷端温度信号。如果多个热电偶的冷端温度不同,则应单独取样。如果占用的通道太多,则应使用补偿导线将所有冷端连接到相同的温度,只使用一个冷端温度传感器和一个校正T0的输入通道就够了。冷端集中也有利于提高多点巡检速度。

  看完此文章,相信大家都比较震撼,关于热电偶冷端的温度补偿方法大家是否了解?期待大家的留言讨论。


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