热电偶补偿导线的选择原则

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  热电偶在直接测量端叫工作端(热端),接线端子端叫冷端,当热端和冷端存在温差时,就会在回路里产生热电流,接上显示仪表,仪表上就会指示所产生的热电动势的对应温度值。热电动势的大小只和热电偶的材质以及两端的温度有关,和热电偶的长短粗细无关。但由于工作端与接线端温差导致仪表显示值的误差,需要冷端补偿,同时两端间如果采用普通导线由于也会有温差电势感应,故需要选择与热电偶热电势特性相同的导线替代昂贵的热电偶材料,这就是补偿导线,用于延伸热电极即移动热电偶冷端,与显示仪表连接构成测温系统。

  通常热电偶补偿导线有两种延伸型补偿导线和补偿型补偿导线,延伸型补偿导线采用与热电偶一样的材质做成,可以看作是热电偶的延伸,由于采用了和热偶芯一样的材质,故价格贵,特别是热偶芯是铂铑制成的,补偿导线也很细,因此应用不多,大部分应用在精密测量和实验室及热偶校准的仪器上。工业用的补偿导线大部分都是补偿型补偿导线,其材质是廉价的合金,因此线径较大,工程费用大幅降低。而且使用环境即热电偶冷断接线柱到二次表或控制室内的环境温度低于100度,也正适合补偿导线的限制,所以现在工业上应用*广的就是补偿型补偿导线。补偿导线选择要根据不同的热偶芯进行选择,有对照表可以查询,补偿导线的正负线绝缘皮有明显的颜色出别,在与热偶接线上不会出错。

  1. 补偿导线的选择 补偿导线一定要根据所使用的热电偶种类和所使用的场合进行正确选择。例如,k型偶应该选择k型偶的补偿导线,根据使用场合,选择工作温度范围。通常kx工作温度为-20~100℃,宽范围的为-25~200℃。普通级误差为±2.5℃,精密级为±1.5℃。

  2. 接点连接 与热电偶接线端2个接点尽可能近一点,尽量保持2个接点温度一致。与仪表接线端连接处尽可能温度一致,仪表柜有风扇的地方,接点处要保护不要使得风扇直吹到接点。

  3. 使用长度 因为热电偶的信号很低,为微伏级,如果使用的距离过长,信号的衰减和环境中强电的干扰偶合,足可以使热电偶的信号失真,造成测量和控制温度不准确,在控制中严重时会产生温度波动。 根据我们的经验,通常使用热电偶补偿导线的长度控制在15米内比较好,如果超过15米,建议使用温度变送器进行传送信号。温度变送器是将温度对应的电势值转换成直流电流传送,抗干扰强。

  4. 布线 补偿导线布线一定要远离动力线和干扰源。在避免不了穿越的地方,也尽可能采用交叉方式,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,可以采用屏蔽补偿导线。对于现场干扰源较多的场合,效果较好。但是一定要将屏蔽层严格接地,否则屏蔽层不仅没有起到屏蔽的作用,反而增强干扰。

  6.热电偶冷端温度较高时采用耐高温补偿导线。

  补充几点:1、补偿导线分为延长性(型号有字母X)与补偿型(型号有字母C、CA、CB等)。延长型补偿导线由于采用与热电偶相同的材料,可在很宽的温度范围内保持高精度;误差曲线符合线性;没有补偿接点的干扰;但价格高。补偿型补偿导线由于与热电偶的材质不同,在较宽的温度范围内不能保持高精度;误差曲线的曲率大,并会随温度而变化;使用温度范围受限;补偿接点由于是两种不同的金属有可能产生干扰;但其价格便宜;但只能在规定的温度范围内使用。但是如果选择好适宜的材质还是可以得到与延长型补偿导线相同的准确度的;

  2、补偿导线安热电特性的允差不同分为精密级(符号S)和普通级(符号无)。精密级的热电特性的允差在±2.5°C以内,普通级的热电特性的允差在±4°C以内;

  3、补偿导线/电缆可以在-60~260℃环境下工作,使用温度:耐热级:-65~+200℃及-65~+260℃两种;   普通级:-40~+70℃及-40~+105℃两种,根据按照铺设环境温升情况选择;根据使用安装环境温升情况选择;根据使用安装环境温度状况选择相应的耐热等级。

  4、根据安装机械受力条件决定的*小弯曲半径:使用补偿导线*小弯曲半径:不小于导线外径的8倍;使用热电偶补偿电缆*小弯曲半径:有铠装时不小于电缆外径的12倍,无铠装时不小于电缆外径6倍;

  5、在“参比端温度”不超过120°C时,对于B分度号的热电偶可以不使用补偿导线而只用普通通导线也可保证测量精度。在常用热电偶当中,R、S 分度号补偿导线的精度是*低的,但从温度使用范围来看,0~60℃范围内误差很小,100~150℃误差就比较大了。当测量误差要求高时,必须将参比端的温度保持在100 ℃以下;

  6、镍钴-镍铝热电偶200℃以下热电势几乎为零,可不用补偿导线,而镍铁-镍铜热电偶在50℃以下的热电势微乎其微,在这个温度范围内也不用补偿导线;

  7、有屏蔽性补偿导线可提高抗干扰性能,但要保证安装现场能够严格的接地,这在干扰源较多的场合时有意义的。

  8 、动圈式仪表现在应用极少了,如果还在使用要注意选择补偿导线的截面积和长度以保证补偿导线的电阻不可超差;而其他形式仪表一般不用在乎补偿导线这样的了。

  注:以上观点仅代表个人主观意见,与本站无关。

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