Correct gebruik van thermokoppelcompensatiedraden bij temperatuurmeting

Thermokoppelcompensatiedraden zijn veel gebruikt bij de temperatuurmeting van de thermokoppel. Als u het principe, de functie, de werkingsmethode en de voorzorgsmaatregelen van thermokoppelcompensatiedraden begrijpt, kunt u de functie van thermokoppelcompensatiedraden volledig gebruiken, anders is het averechts. In de industriële productie, hoewel thermokoppels op grote schaal zijn gebruikt als temperatuursensoren voor temperatuurmeting en controle, en mensen zijn er bekend mee, als de juiste gebruiksmethode niet aandacht kan schenken, kan dit een aanzienlijke afwijking van temperatuurmeting en controle veroorzaken en in ernstige gevallen, direct economische verliezen veroorzaken. Daarom moet het serieus worden genomen.
1, Inleiding tot het temperatuurmetingprincipe van thermokoppels
Een circuit bestaande uit twee verschillende homogene materialen A en B wordt een thermokoppel genoemd. A. De contactpunten die aan beide uiteinden van materiaal B zijn verbonden, worden respectievelijk weergegeven door J1 en J2. Als de temperatuur T1 en T2 van de contactpunten van J1 en J2 verschillend zijn, zal een elektrisch potentieel worden gegenereerd in het circuit, dat meestal een thermo -elektrisch potentieel wordt genoemd. Wanneer A het materiaal van B - timing, hangt de grootte van thermo -elektrische potentiaal af van het temperatuurverschil tussen T1 en T2, uitgedrukt door de formule als
EAB (T1, T2)=EAB (T1)+EBA (T2)=EAB (T1) -EAB (T2) (1)
In de formule: EAB (T1, T2) Materiaal is een thermokoppel van B heeft een thermo -elektrisch potentiaalverschil tussen de junctietemperaturen T1 en T2.
EAB (T1) - A Het potentieel op punt B wanneer de temperatuur T1 is.
EAB (T2), EBA (T1) - A Het potentieel op punt B -temperatuur T2 is gelijk in grootte en tegenovergesteld in teken.
Om thermocouple-materialen te verenigen en te standaardiseren, hebben relevante nationale normen de samenstelling van thermocouple-materiaal bepaald en de componenten van B-zuiverheid en verstrekt de combinatievorm van materiaal B wordt genoemd met een enkele letter, zoals k-type, s-type, enz. Voor het gemak van gebruik, de temperatuurwaarden en potentiële relaties van verschillende soorten van verschillende soorten. zoals t 0, en verschillende soorten thermokoppelkalibratietabellen worden gemaakt voor eenvoudige referentie en berekening.
Vergeleken met de vorm in figuur 1 wordt formule (1) omgezet in
EAB (ti, t2)=eab (t1, t 0)-eab (t2, t 0) (2)
Formule (2) is de praktische formule die we momenteel gebruiken, zolang we T1 T2, EAB (Ti, T 0) en EAB (T2, T 0) kunnen worden gevonden, kunnen worden gevonden in de afstudeertabel.
Twee thermokoppelcompensatiedraden
Laten we ten eerste de wetgeving van de verbindingsgeleider en de tussenliggende temperatuurwet van thermokoppels analyseren.
In praktische toepassingen is er altijd een afstand tussen het meten en regelen van instrumenten en thermokoppels. De materialen C en D in het midden zijn ook twee homogene materialen. Volgens de wet van de tussenliggende geleider in thermokoppels kan de expressie voor de gemeten totale potentiële EZ als volgt worden afgeleid:
Ez=EAB (t1, t3)+ecd (t3, t2) (3)
Vergelijking (3) is de wet van thermokoppelverbindingsgeleider. Als de verbinding niet in één sectie staat, is de totale potentiële EZ ook de som van elke sectie. In de meting hopen we dat het totale potentieel aan het meetuiteinde het thermokoppel EAB (T1, T2) is, wat handig is voor het regelen van de instrumentmeting om te voorkomen dat extra potentieel wordt gegenereerd door tussenliggende verbindingen. De uitdrukking is:
EAB (t1, t2)=ez=eAb (t1, t3)+eAb (t3, t2) (4)
In vergelijking (4) wordt T3 de tussenliggende temperatuur genoemd, vandaar dat het ook bekend staat als de wet van tussenliggende temperatuur. Dit vereist dat we een bepaalde materiële CD vinden, zijn kenmerken zijn:
Ecd (t3, t2)=eab (t3, t2) (5)
Het materiaal dat voldoet aan vergelijking (5) wordt de compenserende draad van het thermokoppel genoemd. Omdat er veel soorten thermokoppels zijn, zijn er ook veel soorten thermokoppelcompensatiedraden.
3, gemeenschappelijke fouten bij het gebruik van compenserende draden en de resulterende fouten
1. Sluit de positieve en negatieve terminals van de thermokoppelcompensatiedraad in omgekeerd met het thermokoppel
Als de positieve en negatieve polen van de thermokoppelcompensatiedraad in omgekeerde wijze zijn verbonden met de positieve en negatieve polen van het thermokoppel, en de positieve en negatieve polen van het thermokoppel correct zijn verbonden met de positieve en negatieve polen van het instrument, waarbij het K-type thermokoppel als voorbeeld wordt gebruikt. Deze fout is vrij gebruikelijk in toepassingen, omdat na verbinding de trend van de temperatuurverandering van het gecontroleerde object consistent is met het weergave -instrument. Bovendien hebben veel thermokoppelcompensatiedraadproducten momenteel niet-standaard labeling, waardoor het moeilijk is om te onderscheiden; Sommige fabrikanten labelen zelfs kleuren onjuist. Hieronder is een analyse van de fouten die door deze situatie worden veroorzaakt.
Indien correct aangesloten, is het totale thermo -elektrische potentieel dat door het instrument is ontvangen,
Ez=ek (ti, t3)+ekx (t3, t2)=ek (t1, t3)+ek (t3, t2)=ek (t1, t2) (6) (6) (6) (6) (6) (6) (6) (6)
Vanwege een verbindingsfout, volgens de wet van tussenliggende geleiders, is het totale thermo -elektrische potentieel dat het instrument heeft ontvangen, is
Ez=ek (t1, t3)+ekx (t3, t2) (7)
Voor KX -uitgebreide compensatiedraden zijn er
E'kx (t3, t2) =- ekx (t3, t2) =-- ek (t3, t2) (8)
Bereken de fout die wordt gegenereerd door de instrumentmeetwaarde
Ez'-ez=ek (t1, t3) -ek (t3, t2) -ek (t1, t3) -ek (t3, t2) =-2 ek (t3, t2) (9)
De temperatuur nabij de algemene industriële oven is ten minste 8 graden hoger dan de temperatuur in de controlekamer. De resulterende fout is dus precies twee keer de compensatiewaarde van de compensatiedraad. Voor thermokoppels van het K-type is de differentiële potentiaalwaarde in het algemeen ongeveer 40c/(μ v) en is de gemeten temperatuur ongeveer 16 graden lager dan de werkelijke temperatuur. Als de controletemperatuur op 600 graden wordt ingesteld, moet de werkelijke temperatuur ongeveer 616 graden zijn.
Uit de bovenstaande analyse is te zien dat wanneer de positieve en negatieve polen van de thermokoppelcompensatiedraad worden omgekeerd, deze niet alleen niet compenseert, maar ook de fout verdubbelt in vergelijking met het niet aansluiten van de compensatiedraad. Daarom moet rekening worden gehouden met de polariteit van de compensatiedraad bij het aansluiten ervan.
2. Het gebruikte compensatiedraadmodel is onjuist
Als hetzelfde type compensatiedraad wordt gekoppeld aan hetzelfde type thermokoppel, zullen er nog steeds fouten optreden als het geselecteerde type compensatiedraad onjuist is. Ervan uitgaande dat een S-type thermokoppel wordt gebruikt, is de compensatiedraad KX van het k-type thermokoppel geselecteerd.
Volgens de wet van de tussenliggende geleider is het totale thermo -elektrische potentieel dat het instrument heeft ontvangen,
E'z (t1, t2)=es (t1, t3)+ekx (t3, t2) (10)
Als het S-type compenserende draad SC correct wordt gebruikt zonder de zelffout van de compensatiedraad te overwegen, is het totale potentieel gemeten door het instrument EZ (T1, T2)=ES (T1, T3)+ES (T3, T2) (11)
Vanwege het selecteren van de verkeerde compensatiedraad, resulteerde de meetwaarde van het instrument in fouten zoals weergegeven in vergelijkingen (10) - (11)
Ez'-ez=ekx (t3, t2) -es (t3, t2) (12)
Als de werktemperatuur van het S-type thermokoppel 900 graden is en de omgevingstemperatuur in de controlekamer 25 graden is, nog steeds volgens T 3-- t 2==8 graad, controleer de S-PAIR en K-PAIR-kalibratietabellen afzonderlijk en verkrijg het potentiaalverschil als AS
Ekx (t3, t2) -es (t3, t2) =0. 278mv
De temperatuur gemeten door het instrument is hoger dan de werkelijke temperatuur. Als het instrument wordt geregeld na 900 graden, is de werkelijke waarde slechts 875,1 graden, met een fout van 24,9 graden.
Als de polariteit opnieuw wordt omgekeerd in de bovenstaande situatie, zal de instrumentmeetwaarde hoger zijn. Wanneer het instrument 900 graden weergeeft, is de werkelijke temperatuur 933,2 graden, met een fout van 33,2 graden.
3. Graden van de compensatiebelang met gewone draden
In praktische toepassingen wordt vaak vastgesteld dat gewone draden worden gebruikt om compenserende draden te verbinden vanwege hun onvoldoende lengte, of een deel van de gewone draad is verbonden nadat de compensatiedraad is verbroken.
4, voorzorgsmaatregelen voor het gebruik van compenserende draden
1. Selectie van compensatiedraden
De compensatiedraad moet correct worden geselecteerd op basis van het type gebruikte thermokoppel en de gelegenheid waarin deze wordt gebruikt.
2. Contactverbinding
Probeer de temperatuur van de twee contactpunten zo dicht mogelijk bij de thermokoppelaansluiting te houden. De temperatuur op het verbindingspunt met de instrumentterminal moet zo dicht mogelijk zijn. In gebieden waar een ventilator in de instrumentenkast is, moeten de contactpunten worden beschermd om te voorkomen dat de ventilator rechtstreeks naar de contactpunten blaast.
3. Gebruik lengte
Omdat het signaal van het thermokoppel zeer laag is, kan op het microvolt -niveau, indien gebruikt over een lange afstand, signaalverzwakking en sterke elektrische interferentie in de omgeving vervorming van het thermokoppel -signaal veroorzaken, wat resulteert in onnauwkeurige temperatuurmeting en controle. In ernstige gevallen kunnen temperatuurschommelingen optreden tijdens controle. Op basis van ervaring is het meestal beter om de lengte van de thermokoppelcompensatiedraad binnen 15 meter te regelen. Als het meer dan 15 meter is, wordt het aanbevolen om een ​​temperatuurzender te gebruiken om het signaal te verzenden. De temperatuurzender converteert de potentiële waarde die overeenkomt met de temperatuur in directe stroom voor transmissie en heeft een sterk anti-interferentievermogen.