Riktig bruk av termoelementkompensasjonsledninger i temperaturmåling

Termoelementkompensasjonsledninger har blitt mye brukt i måling av termoelement temperatur. Hvis du forstår prinsippet, funksjonen, handlingsmetoden og forholdsregler for kompensasjonsledninger for termoelement, kan du fullt ut bruke funksjonen til termoelementkompensasjonsledninger, ellers vil den slå tilbake. I industriell produksjon, selv om termoelementer har blitt mye brukt som temperatursensorer for temperaturmåling og kontroll, og folk er kjent med dem, hvis riktig bruksmetode ikke blir lagt merke til, kan det forårsake betydelig avvik i temperaturmåling og kontroll, og i alvorlige tilfeller, direkte forårsake økonomiske tap. Derfor bør det tas på alvor.
1, Introduksjon til temperaturmålingsprinsippet for termoelementer
En krets sammensatt av to forskjellige homogene materialer A og B kalles en termoelement. A. Kontaktpunktene som er koblet i begge ender av materiale B er henholdsvis representert med J1 og J2. Hvis temperaturen T1 og T2 for kontaktpunktene til J1 og J2 er forskjellig, vil et elektrisk potensial bli generert i kretsen, som vanligvis blir referert til som et termoelektrisk potensial. Når et materiale av b - timing, avhenger størrelsen på termoelektrisk potensial av temperaturforskjellen mellom T1 og T2, uttrykt med formelen som
EAB (T1, T2)=EAB (T1)+EBA (T2)=EAB (T1) -eAB (T2) (1)
I formelen: EAB (T1, T2) er materialet et termoelement av B har en termoelektrisk potensialforskjell mellom kryssetemperaturene T1 og T2.
EAB (T1) - A Potensialet ved punkt B når temperaturen er T1.
EAB (T2), EBA (T1) - A Potensialet ved punkt B -temperatur T2 er lik i størrelsesorden og motsatt i tegn.
For å forene termoelementmaterialer og standardisere dem, har relevante nasjonale standarder stipulert sammensetningen av termoelementmateriale A komponentene i B-renhet og gitt en kombinasjonsform av materiale B er navngitt med en enkelt bokstav, for eksempel k-type forhold, s-type, etc. for bruk av bruk, temperaturverdiene og potensielle forhold av forskjellige typer term er for enkel bruk av bruk, temperaturverdiene og potensielle forhold til forskjellige typer term. 0 c, representert her som t 0, og forskjellige typer termoelementkalibreringstabeller er laget for enkel referanse og beregning.
Sammenlignet med formen i figur 1, blir formel (1) transformert til
Eab (ti, t2)=eab (t1, t 0)-eab (t2, t 0) (2)
Formel (2) er den praktiske formelen vi for øyeblikket bruker, så lenge vi kjenner T1 T2, EAB (Ti, T 0) og EAB (T2, T 0) finner du fra konfirmasjonstabellen.
To termoelementkompensasjonsledninger
For det første, la oss analysere tilkoblingsloven og mellomtemperaturloven for termoelementer.
I praktiske anvendelser er det alltid en avstand mellom måle- og kontrollerende instrumenter og termoelementer. Materialene C og D i midten er også to homogene materialer. I henhold til loven om mellomleder i termoelementer, kan uttrykket for den målte totale potensielle EZ avledes som følger:
Ez=eab (t1, t3)+ecd (t3, t2) (3)
Ligning (3) er loven om termoelementforbindelse. Hvis forbindelsen ikke er i ett avsnitt, er den totale potensielle EZ også summen av hver seksjon. I målingen håper vi at det totale potensialet ved måleenden er termoelementets EAB (T1, T2), som er praktisk for å kontrollere instrumentmålingen for å forhindre at ytterligere potensial blir generert av mellomforbindelser. Uttrykket er:
Eab (t1, t2)=ez=eab (t1, t3)+eab (t3, t2) (4)
I ligning (4) blir T3 referert til som mellomtemperatur, og det er derfor også kjent som loven om mellomtemperatur. Dette krever at vi finner en viss CD, hans egenskaper er:
ECD (T3, T2)=EAB (T3, T2) (5)
Materialet som tilfredsstiller ligning (5) kalles kompensasjonsledningen til termoelementet. Fordi det er mange typer termoelementer, er det også mange typer termoelementkompensasjonsledninger.
3, vanlige feil ved bruk av kompenserende ledninger og de resulterende feilene
1. Koble de positive og negative terminalene i termoelementets kompensasjonsledning i omvendt
Hvis de positive og negative polene i termoelementets kompensasjonsledning er koblet om omvendt til de positive og negative polene i termoelementet, og de positive og negative polene i termoelementet er riktig koblet til de positive og negative polene til instrumentet, og tar K-Type Thermocouple som et eksempel. Denne feilen er ganske vanlig i applikasjoner fordi temperaturendringstrenden til det kontrollerte objektet etter tilkobling er i samsvar med skjerminstrumentet. Dessuten har mange termoelementkompensasjonstrådprodukter for øyeblikket ikke-standardmerking, noe som gjør det vanskelig å skille; Noen produsenter merker til og med farger feil. Nedenfor er en analyse av feilene forårsaket av denne situasjonen.
Hvis det er koblet riktig, er det totale termoelektriske potensialet mottatt av instrumentet
Ez=ek (ti, t3)+ekx (t3, t2)=ek (t1, t3)+ek (t3, t2)=ek (t1, t2) (6)
På grunn av en tilkoblingsfeil, i henhold til loven om mellomledere, er det totale termoelektriske potensialet mottatt av instrumentet
EZ=Ek (T1, T3)+Ekx (T3, T2) (7)
For KX utvidede kompensasjonsledninger er det
E'KX (T3, T2) =- Ekx (T3, T2) =-- Ek (T3, T2) (8)
Beregn feilen generert av instrumentmålingsverdien
Ez'-ez=ek (t1, t3) -ek (t3, t2) -ek (t1, t3) -ek (t3, t2) =-2 ek (t3, t2) (9)
Temperaturen nær den generelle industrielle ovnen er minst 8 grader høyere enn temperaturen i kontrollrommet. Så den resulterende feilen er nøyaktig det dobbelte av kompensasjonsverdien for kompensasjonsledningen. For termoelementer av K-type er den differensielle potensielle verdien generelt rundt 40C/(μ V), og den målte temperaturen er omtrent 16 graders lavere enn den faktiske temperaturen. Hvis kontrolltemperaturen er satt til 600 grader, bør den faktiske temperaturen være rundt 616 grader.
Fra analysen ovenfor kan det sees at når de positive og negative polene i termoelementets kompensasjonsledning blir omgjort, klarer den ikke bare å kompensere, men dobler også feilen sammenlignet med å ikke koble kompensasjonsledningen. Derfor må polariteten til kompensasjonsledningen tas i betraktning når du kobler den til.
2. Kompensasjonstrådmodellen som brukes er feil
Hvis samme type kompenserende ledning er sammenkoblet med samme type termoelement, vil feil fortsatt oppstå hvis den valgte typen kompenserende ledning er feil. Forutsatt at en termoelement av S-type brukes, velges kompensasjonstråden Kx for termoelementets K-type termoelement.
I henhold til loven om mellomleder er det totale termoelektriske potensialet mottatt av instrumentet
E'z (T1, T2)=es (T1, T3)+Ekx (T3, T2) (10)
Hvis S-type kompenserende ledning SC brukes riktig uten å vurdere selvfeilen til kompensasjonsledningen, er det totale potensialet målt med instrumentet EZ (T1, T2)=es (T1, T3)+es (T3, T2) (11)
På grunn av valg av feil kompensasjonsledning, resulterte måleverdien av instrumentet i feil som vist i ligninger (10) - (11)
Ez'-ez=ekx (t3, t2) -es (t3, t2) (12)
Hvis arbeidstemperaturen til termoelementet av S-typen er 900 grader og omgivelsestemperaturen i kontrollrommet er 25 grader, fremdeles i henhold til t 3-- t 2==8 grad, sjekk S-Pair og K-Pair-kalibreringstabeller hver for seg, og oppnå potensialforskjellen som
EKx (t3, t2) -es (t3, t2) =0. 278mv
Temperaturen målt med instrumentet er høyere enn den faktiske temperaturen. Hvis instrumentet styres til 900 grader, er den faktiske verdien bare 875,1 grad, med en feil på 24,9 grader.
Hvis polariteten blir reversert igjen i situasjonen ovenfor, vil instrumentmålingsverdien være høyere. Når instrumentet viser 900 grader, er den faktiske temperaturen 933,2 grad, med en feil på 33,2 grader.
3. Blandingskompensasjonsledninger med vanlige ledninger
I praktiske anvendelser er det ofte funnet at vanlige ledninger brukes til å koble til kompenserende ledninger på grunn av deres utilstrekkelige lengde, eller en del av vanlig ledning er koblet til etter at kompensasjonsledningen er ødelagt.
4, forholdsregler for bruk av kompenserende ledninger
1. Valg av kompensasjonsledninger
Kompensasjonsledningen må velges riktig i henhold til typen termoelement som brukes og anledningen den brukes i.
2. Kontaktforbindelse
Forsøk å holde temperaturen på de to kontaktpunktene så nær som mulig for termoelementterminalen. Temperaturen ved tilkoblingspunktet med instrumentterminalen skal være så nær som mulig. I områder der det er en vifte i instrumentkabinettet, bør kontaktpunktene beskyttes for å forhindre at viften blåser direkte til kontaktpunktene.
3. Bruk lengde
Fordi signalet til termoelementet er veldig lavt, på mikrovoltnivå, hvis det brukes over lang avstand, kan signaldemping og sterk elektrisk interferens i miljøet forårsake forvrengning av termoelementets signal, noe som resulterer i unøyaktig temperaturmåling og kontroll. I alvorlige tilfeller kan temperatursvingninger oppstå under kontrollen. Basert på erfaring er det vanligvis bedre å kontrollere lengden på termoelementets kompensasjonsledning innen 15 meter. Hvis den overstiger 15 meter, anbefales det å bruke en temperatursender for å overføre signalet. Temperatursenderen konverterer den potensielle verdien som tilsvarer temperaturen til likestrøm for overføring, og har sterk anti-interferensevne.