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热电偶测温为什么要带冷端温度补偿

2022-02-26 15:05:24

热电偶测温为什么要带冷端温度补偿?

答:因为分度表上,冷端的温度为零摄氏度。丈量现场冷端温度一般不是零摄氏度,所以要进行冷端补偿。

热电偶冷端补偿介绍:

理论上热电偶丈量是以冷端在零度为规范丈量的,但是,一般丈量时外表是处于室温之下的,因为冷端不为零度,造成热电势差减小,使丈量不准,呈现错误。所做的补偿办法就是冷端温度补偿 .

热电偶丈量温度时要求其冷端(丈量端为热端,经过引线与丈量电路衔接的端称为冷端)的温度坚持不变,其热电势巨细才与丈量温度呈必定的比例联系。若丈量时,冷端的(环境)温度改动,将影响严峻丈量的精确性。在冷端采纳必定办法补偿因为冷端温度改动造成的影响称为热电偶的冷端补偿。

热电偶

热电偶的冷端补偿一般采用在冷端串联一个由热电阻构成的电桥。电桥的三个桥臂为规范电阻,另外有一个桥臂由(铜)热电阻构成。当冷端温度改动(比如升高),热电偶发生的热电势也将改动(减小),而此刻串联电桥中的热电阻阻值也将改动并使电桥两头的电压也发生改动(升高)。如果参数挑选得好且接线正确,电桥发生的电压正好与热电势随温度改动而改动的量相等,整个热电偶丈量回路的总输出电压(电势)正好实在反映了所丈量的温度值。

1.冷端恒温法

一般热电偶定标时冷端温度以0℃为规范。因而,常常将冷端置于冰水混合物中,使其温度坚持为稳定的0℃。在实验室条件下,一般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,是冷端坚持0℃。

2.冷端温度校正法

因为热电偶的温度分度表是在冷端温度坚持在0℃的情况下得到的,与它配套运用的丈量电路或显示外表又是依据这一联系曲线进行刻度的,因而冷端温度不等于0℃时,就需对外表指示值加以批改。如冷端温度高于0℃,但稳定于t0℃,则测得的热电势要小于该热电偶的分度值,为求得实在温度,可使用中心温度规律,即用下式进行批改:E(t,0)= E(t,t1)+ E(t1,0)

3.补偿导线法

为了使热电偶冷端温度坚持稳定(为0℃),可将热电偶做的很长,使冷端远离工作端,并连同丈量外表一同放置到恒温或温度动摇比较小的当地。但这种方法使装置运用不方便,并且或许消耗许多宝贵的金属材料。因而,一般运用一种称为补偿导线的衔接线将热电偶冷端延伸出来。这种导线在必定温度规模内(0~150℃)具有和所衔接的热电偶相同的热电性能,若是用廉价金属制成的热电偶,则可用其自身的材料作为补偿导线,将冷端延伸到温度稳定的当地。

补偿导线在运用中注意事项:

(1)补偿导线的挑选

补偿导线必定要依据所运用的热电偶品种和所运用的场合进行正确挑选。例如,k型偶应该挑选k型偶的补偿导线,依据运用场合,挑选工作温度规模。一般kx工作温度为-20~100℃,宽规模的为-25~200℃。一般级差错为±2.5℃,精密级为±1.5℃。

(2)接点衔接

与热电偶接线端2个接点尽或许近一点,尽量坚持2个接点温度共同。与外表接线端衔接处尽或许温度共同,外表柜有电扇的当地,接点处要保护不要使得电扇直吹到接点。

3)运用长度

因为热电偶的信号很低,为微伏级,如果运用的距离过长,信号的衰减和环境中强电的搅扰巧合,足可以使热电偶的信号失真,造成丈量和操控温度不精确,在操控中严峻时会发生温度动摇。

  依据我们的经历,一般运用热电偶补偿导线的长度操控在15米内比较好,如果超越15米,主张运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,抗搅扰强。

(4)布线

补偿导线布线必定要远离动力线和搅扰源。在避免不了穿越的当地,也尽或许采用交叉方式,不要平行。

(5)屏蔽补偿导线


为了提高热电偶衔接线的抗搅扰性,可以采用屏蔽补偿导线。对于现场搅扰源较多的场合,效果较好。但是必定要将屏蔽层严格接地,不然屏蔽层不只没有起到屏蔽的效果,反而增强搅扰。

4.补偿电桥法

补偿电桥法是使用不平衡电桥发生的电势来补偿热电偶因冷端温度改动而引起的热电势改动值。补偿电桥现已规范化。

不平衡电桥(即补偿电桥)是由电阻R1、R2、R3和RCu组成。

其间R1=R2=R3=1 ;Rs是用温度系数很小的锰铜丝绕制而成的;RCu是有温度系数较大的铜线绕制而成的补偿电阻,0℃时,RCu=1 ;Rs的值可依据所选电偶的类型计算确定。

此桥串联在热电偶丈量回路中,热电偶冷端与电阻RCu感受相同的温度,在某一温度下(一般取0℃)调整电桥平衡,使R1=R2=R3=RCu。

当冷端温度改动时,RCu随温度改动,破坏了电桥平衡,发生一不平衡电压△U,此电压则与热电势相叠加,一同送入丈量外表。

适当挑选Rs的数值,但是电桥发生的不平衡电压△U在必定温度规模内基本上能补偿因为冷端温度改动而引起的热电势改动值。

这样,当冷端温度有必定改动时,外表仍然可给出正确的温度示值。


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