發布日期：2022-04-17 點擊率：77
摘 要 在使用熱電偶進行溫度測量中,熱電偶補償導線的使用比較普遍。但經調查發現,很多地方由于沒有正確使用補償導線而出現很多問題。本文介紹了補償導線的原理,對常見錯誤使用的形式進行歸納,同時從理論上分析所產生的偏差,指出正確使用方法和注意事項。
關鍵詞 熱電偶 補償導線 使用方法 誤差
熱電偶補償導線已經廣泛用于熱電偶溫度測量中。如果了解了熱電偶補償導線的原理、功能、作用方法和注意事項,就能充分發揮熱電偶補償導線的作用,否則就會適得其反。
某鋼管生產企業新引進的一套球化爐裝置,裝置的二十多個測溫點由于設備安裝人員將熱電偶正負極接反,且補償導線還存在多接頭現象,再加上設備使用人員對此知識的貧乏,在工作中因爐溫不正確導致爐內產品報廢,直接經濟損失達一百多萬元,教訓不可謂不深刻。
實際上在眾多熱電偶測溫現場,筆者發現用普通銅導線作連線的占40%,而使用補償導線作連接線的僅占60%。究其原因有二：
一是由于熱電偶設備使用操作人員不了解補償導線功能,認為既然只要起到連接作用,普通導線即可。
二是設備制造商在安裝熱電偶時,用的連接線即為普通導線,而在使用者角度總認為設備安裝人員都是專業人員,做法總是正確的,沒能引起應有的懷疑。
在工業生產中,雖然熱電偶作為溫度傳感器,已經廣泛使用于溫度測量和控制,人們對此也比較熟悉,但如果在使用中不注意正確的使用方法,就會給測溫和控溫造成很大的偏離,嚴重時會直接造成經濟損失,所以應該引起重視。
一、熱電偶的測溫原理簡介
由2種不同均質材料A、B組成的回路稱為熱電偶。A、B材料2端連接的接點分別用J1、J2表示,如果J1、J2的接點溫度T1和T2不一樣,在回路中就會產生電勢,通常稱為熱電勢。當A、B的材料一定時,熱電勢的大小取決于T1、T2之間的溫度差,用公式表示為
EAB(T1,T2)=eAB（T1）+eBA（T2）=eAB（T1）-eAB(T2) (1)
式中：EAB（T1,T2）———材料為A、B的熱電偶,接點溫度T1、T2之間的溫差電勢。
eAB（T1)———A、B接點溫度為T1時的電勢。
eAB（T2）、eBA（T1）———A、B接點溫度為T2時的電勢,這2項大小相等,符號相反。
為了統一熱電偶材料并進行規范,國家有關標準規定了組成熱電偶材料A、B的成分、純度,并且給出了A、B材料的組合形式,統一用一個字母命名型號,如K型、S型等。為了使用方便,將各種型號的熱電偶溫度值與電勢關系,統一為相對于0℃時的電勢值,這里用T0表示,制成各種型號的熱電偶分度表,便于查閱和計算。
這樣公式（1）轉化為
EAB（T1,T2)=EAB（T1,T0）-EAB（T2,T0） (2)
公式（2）就是我們目前使用的實用公式,只要知道T1、T2,可以從分度表中查出EAB（T1,T0）和EAB（T2,T0）。
二 熱電偶補償導線
1. 連接導體定律和中間溫度定律
首先我們來分析熱電偶的連接導體定律和中間溫度定律。
實際應用中,測量和控制儀表與熱電偶總是有一段距離,。C、D也是2種均質材料,根據熱電偶的中間導體定律,可以導出測量的總電勢EZ的表達式為：
EZ=EAB（T1,T3）+ECD（T3,T2） （3）
式(3)就是熱電偶連接導體定律。如果連接的不是一段,總電勢EZ同樣為各個部分之和。在圖2的測量中,我們希望測量端的總電勢為熱電偶EAB（T1,T2）,便于控制儀表測量中不至于中間連接產生附加電勢,表達式為：
EAB（T1,T2）=EZ=EAB（T1,T3）+EAB（T3,T2） （4）
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