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補(bǔ)償導(dǎo)線的分類及常見問題

時(shí)間:2013/9/18閱讀:3120
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補(bǔ)償導(dǎo)線的分類

   從原理上分延長型和補(bǔ)償型,延長型其合金絲的名義化學(xué)成分與配用的熱電偶相同,因而熱電勢(shì)也相同,在型號(hào)中以'X'表示,補(bǔ)償型其合金絲名義化學(xué)成分與配用的熱電偶不同,但在其工作溫度范圍內(nèi),熱電勢(shì)與所配用熱電偶的熱電勢(shì)標(biāo)稱值相近,在型號(hào)中以'C'表示。

從補(bǔ)償精度分普通級(jí)和精密級(jí),精密級(jí)補(bǔ)償后的誤差大體上只有普通級(jí)的一半,通常用在測(cè)量精度要求較高的地方。如S、R分度號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線,精密級(jí)的允差為±2.5℃,普通級(jí)的允差為±5.0℃;K 、N分度號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線,精密級(jí)的允差為±1.5℃,普通級(jí)的允差為±2.5℃。在型號(hào)中普通級(jí)的不標(biāo),精密級(jí)的加'S'表示。

從工作溫度分一般用和耐熱用,一般用工作溫度為0 ~ 100℃(少數(shù)為0 ~ 70℃);耐熱用工作溫度為0 ~ 200℃。

此外,可以線芯多少分為單股和多芯(軟線)補(bǔ)償導(dǎo)線,以是否帶屏蔽層分為普通型和屏蔽型補(bǔ)償導(dǎo)線,還有于防爆場合的本質(zhì)安全電路用的補(bǔ)償導(dǎo)線。

應(yīng)用中的常見問題

1、補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶的匹配

各種分度號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線只能與相同分度號(hào)的熱電偶配用,否則可能欠補(bǔ)償或過補(bǔ)償,常用熱電偶在100℃和200℃時(shí)需補(bǔ)償?shù)臒犭妱?shì)值見表1:

表1 常用熱電偶在100℃和200℃時(shí)的熱電勢(shì)值

熱電偶名稱

熱電偶分度號(hào)

參考端為 0℃時(shí)的熱電勢(shì) mV

100℃

200℃

鉑銠10—鉑

S

0.646

1.441

鉑銠13—鉑

R

0.647

1.469

鉑銠30—鉑銠6

B

0.033

0.178

鎳鉻—鎳硅

K

4.096

8.138

鎳鉻硅—鎳硅

N

2.774

5.913

鎳鉻—銅鎳

E

6.319

13.421

鐵—銅鎳

J

5.269

10.779

銅—銅鎳

T

4.279

9.288

當(dāng)我們用K分度號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線配用N分度號(hào)的熱電偶,將造成過補(bǔ)償,顯示溫度偏高;反之,用N分度號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線配用K分度號(hào)的熱電偶,將造成欠補(bǔ)償,顯示溫度偏低。

2、補(bǔ)償導(dǎo)線分度號(hào)和極性的判斷

有時(shí)可根據(jù)資料所列補(bǔ)償導(dǎo)線的材料、絕緣層及護(hù)套顏色判斷,但由于國內(nèi)新舊標(biāo)準(zhǔn)、IEC標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定有差異,用這個(gè)方法對(duì)補(bǔ)償導(dǎo)線的分度號(hào)和極性常常難以準(zhǔn)確判斷。

zui可靠zui常用的方法是測(cè)試法,就是將補(bǔ)償導(dǎo)線的兩端剝?nèi)ソ^緣層,把兩根導(dǎo)線絞合在一起制成熱電偶的熱端,放到沸騰的水中,兩根導(dǎo)線的另一端與直流電位差計(jì)相連(不應(yīng)該與動(dòng)圈式直讀mV 表相連,因測(cè)量時(shí)取電流其讀數(shù)偏低),將測(cè)得的熱電勢(shì)與表1比較,與之zui接近的即為補(bǔ)償導(dǎo)線的分度號(hào),根據(jù)電位差計(jì)的正負(fù)極可確定補(bǔ)償導(dǎo)線的極性。由于測(cè)試時(shí)由補(bǔ)償導(dǎo)線構(gòu)成的熱電偶的參比端溫度不一定是0℃,例如是20℃,則所測(cè)熱電勢(shì)低于參比端為0℃的熱電勢(shì)值。以某種不明分度號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線為例,如參比端溫度約20℃,測(cè)量值如在3.928±0.150mV范圍內(nèi),則可判斷這種補(bǔ)償導(dǎo)線的分度號(hào)是K。3.928是K分度號(hào)熱電偶100℃和20℃時(shí)熱電勢(shì)的差值,0.150是K分度號(hào)普通級(jí)補(bǔ)償導(dǎo)線的允差。

3、補(bǔ)償導(dǎo)線儀表盤接線點(diǎn)的位置

我們知道,補(bǔ)償導(dǎo)線只是把熱電偶的參比端延長,起到移動(dòng)參比端位置的作用,延伸后的參比端溫度應(yīng)當(dāng)恒定或配用本身具有參比端溫度自動(dòng)補(bǔ)償?shù)难b置,否則仍可能因新的參比端溫度變化引起測(cè)量誤差。

比如在儀表盤內(nèi)接線時(shí),由于常用盤裝顯示器、記錄儀本身因通電而發(fā)熱,使其接線端子處的溫度高于儀表盤接線端子處的溫度。當(dāng)熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線引進(jìn)儀表盤后,如果將其接到儀表盤的接線端子上,而儀表盤的接線端子與儀表接線端子間用銅線連接,則因上述溫差存在將造成測(cè)量誤差。所以將補(bǔ)償導(dǎo)線跨過儀表盤的接線端子直接與儀表的接線端子相連。

4、補(bǔ)償導(dǎo)線的線路電阻

對(duì)早期配熱電偶的動(dòng)圈式儀表來說,有5Ω、15Ω兩種線路電阻的要求,當(dāng)熱電偶安裝地點(diǎn)離動(dòng)圈表較遠(yuǎn)時(shí),或采用分度號(hào)K、N、E、J、T等包含有銅鎳材料的補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí),其線路電阻較大,選用時(shí)要注意選較大截面的補(bǔ)償導(dǎo)線。比如選用外接15 Ω線路電阻 E分度號(hào)的動(dòng)圈式儀表時(shí),其配用的補(bǔ)償導(dǎo)線截面為1.0 mm2、2.5 mm2 ,而對(duì)應(yīng)的單位長度線路電阻分別為 1.25Ω/m和 0.5Ω/m, 則補(bǔ)償導(dǎo)線的zui大允許長度僅為 12 m和 30 m。設(shè)計(jì)時(shí)如不留心,這個(gè)長度很容易超過,造成測(cè)量誤差。

5、R、S分度號(hào)熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線

同稱為鉑銠-鉑的熱電偶有R、S兩種分度號(hào),分別代表鉑銠13-鉑和鉑銠10-鉑熱電偶,前者在國內(nèi)應(yīng)用較少, 但其熱電勢(shì)較大(1600℃時(shí)R、S分度熱電偶的熱電勢(shì)分別為18.849mV和16.777 mV),而在低溫段 100℃ 時(shí)兩者基本一致(R、S 分度號(hào)的熱電勢(shì)分別為 0.647 mV和0.646 mV),200 ℃時(shí)稍有差別(R、S 分度號(hào)的熱電勢(shì)分別為 1.467 mV和1.441mV),所以目前國內(nèi)市場上R、S分度號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線是通用的。如將市場上通常采購得到的S分度號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線用于R分度號(hào)的熱電偶,在100℃以下*,即使到了耐熱用補(bǔ)償導(dǎo)線的極限溫度200℃,當(dāng)熱電偶的熱端溫度分別為600℃、1000℃、1300℃時(shí),所引起的誤差僅為 2.5℃、2.2℃、2.0℃。

這一點(diǎn)可作為1節(jié)的一個(gè)特例。

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zui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。

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