Správné použití vodičů kompenzace termočlánku při měření teploty

Při měření teploty termočlánku se široce používají kompenzace termočlánků. Pokud rozumíte principu, funkci, metodě působení a preventivními opatřeními kompenzačních vodičů termočlánku, můžete plně využít funkci vodičů kompenzace termočlánků, jinak to bude opakovat. Při průmyslové produkci, ačkoli se termočlánky široce používají jako teplotní senzory pro měření a kontrolu teploty a lidé jsou s nimi obeznámeni, pokud není správná metoda využití věnována pozornost, může způsobit významnou odchylku v měření a kontrole teploty a v závažných případech přímo způsobuje ekonomické ztráty. Proto by se mělo brát vážně.
1, Úvod do principu měření teploty termočlánků
Obvod složený ze dvou různých homogenních materiálů A a B se nazývá termočlánek. A. Kontaktní body spojené na obou koncích materiálu B jsou reprezentovány J1 a J2. Pokud se teplota T1 a T2 kontaktních bodů J1 a J2 liší, bude v obvodu generován elektrický potenciál, který se obvykle označuje jako termoelektrický potenciál. Když materiál B - načasování, velikost termoelektrického potenciálu závisí na teplotním rozdílu mezi T1 a T2, vyjádřený vzorcem jako vzorec jako
Eab (t1, t2)=eab (t1)+eba (t2)=eab (t1) -eab (t2) (1)
Ve vzorci: Materiál EAB (T1, T2) je termočlánek B má rozdíl v termoelektrickém potenciálu mezi teplotami spojení T1 a T2.
EAB (T1) - A Potenciál v bodě B, když je teplota T1.
EAB (T2), EBA (T1) - A Potenciál v bodě B teplota T2 je stejná ve velikosti a opačném znamení.
In order to unify thermocouple materials and standardize them, relevant national standards have stipulated the composition of thermocouple material A The components of B Purity and provided A The combination form of material B is named with a single letter, such as K-type, S-type, etc. For the convenience of use, the temperature values ​​and potential relationships of various types of thermocouples are unified as the potential values ​​relative to 0C, represented here as T 0 a různé typy kalibračních tabulek termočlánků jsou vytvořeny pro snadný referenci a výpočet.
Ve srovnání s formou na obrázku 1 se vzorec (1) transformuje
Eab (ti, t2)=eab (t1, t 0)-eab (t2, t 0) (2)
Vzorec (2) je praktický vzorec, který v současné době používáme, pokud víme, že T1 T2, EAB (Ti, T 0) a EAB (T2, T 0) najdete z tabulky promoce.
Dva vodiče kompenzace termočlánků
Za prvé, pojďme analyzovat zákon o připojení vodič a střední teplotní zákon termočlánků.
V praktických aplikacích je vždy vzdálenost mezi měřením a kontrolními nástroji a termočlánky. Materiály C a D uprostřed jsou také dva homogenní materiály. Podle zákona mezilehlého vodiče v termočláncích lze výraz měřeného celkového potenciálu EZ odvodit následovně:
Ez=EAB (T1, T3)+ECD (T3, T2) (3)
Rovnice (3) je zákon vodiče termočlánku. Pokud spojení není v jedné části, je celkový potenciál EZ také součtem každé části. V měření doufáme, že celkovým potenciálem na konci měření je termočlánek EAB (T1, T2), což je vhodné pro kontrolu měření přístroje, aby se zabránilo generování dalšího potenciálu přechodným připojením. Výraz je:
Eab (t1, t2)=ez=eab (t1, t3)+eab (t3, t2) (4)
V rovnici (4) je T3 označován jako střední teplota, a proto je také známý jako zákon mezilehlé teploty. To vyžaduje, abychom našli určité materiálové CD, jeho vlastnosti jsou:
ECD (T3, T2)=EAB (T3, T2) (5)
Materiál, který splňuje rovnici (5), se nazývá kompenzační drát termočlánku. Protože existuje mnoho typů termočlánků, existuje také mnoho typů vodičů kompenzace termočlánků.
3, běžné chyby při používání kompenzačních vodičů a výsledných chyb
1. Připojte pozitivní a negativní terminály kompenzačního drátu termočlánku opačně s termočlánkem
Pokud jsou pozitivní a negativní póly kompenzačního drátu termočlánku připojeny opačně s pozitivními a negativními póly termočlánku a pozitivní a negativní póly termočlánku jsou správně spojeny s pozitivním a negativním pólům přístroje, přičemž konkurz typu K-typu je příklad. Tato chyba je v aplikacích docela běžná, protože po připojení je trend změny teploty kontrolovaného objektu v souladu s nástrojem zobrazení. Kromě toho má mnoho výrobků pro kompenzaci termočlánků v současné době nestandardní označování, což ztěžuje rozlišení; Někteří výrobci dokonce nesprávně označují barvy. Níže je analýza chyb způsobených touto situací.
Pokud je správně připojen, celkový termoelektrický potenciál přijatý nástrojem je
Ez=ek (ti, t3)+ekx (t3, t2)=ek (t1, t3)+ek (t3, t2)=ek (t1, t2) (6) (6)
V důsledku chyby připojení je podle zákona mezilehlých vodičů celkový termoelektrický potenciál obdržený nástrojem
Ez=Ek (T1, T3)+EKX (T3, T2) (7)
Pro kabely pro rozšířené kompenzace KX existují
E'kx (t3, t2) =- ekx (t3, t2) =-- ek (t3, t2) (8)
Vypočítejte chybu generovanou hodnotou měření přístroje
Ez'-ez=ek (t1, t3) -ek (t3, t2) -ek (t1, t3) -ek (t3, t2) =-2 ek (t3, t2) (9)
Teplota poblíž obecné průmyslové pece je nejméně o 8 stupňů vyšší než teplota v kontrolní místnosti. Výsledná chyba je tedy přesně dvojnásobkem kompenzační hodnoty kompenzačního drátu. U termočlánků typu K je hodnota diferenciálního potenciálu obecně kolem 40 ° C/(μ V) a naměřená teplota je přibližně o 16 stupňů nižší než skutečná teplota. Pokud je kontrolní teplota nastavena na 600 stupňů, skutečná teplota by měla být kolem 616 stupňů.
Z výše uvedené analýzy je vidět, že když jsou zvráceny pozitivní a negativní póly kompenzačního vodiče termočlánku, nejenže se nepodaří kompenzovat, ale také zdvojnásobí chybu ve srovnání s nepřipojením kompenzačního drátu. Při jeho připojení musí být proto zohledněna polarita vodiče kompenzace.
2. Použitý model kompenzačního drátu je nesprávný
Pokud je stejný typ kompenzačního drátu spárován se stejným typem termočlánku, dojde k chybám, pokud je vybraný typ kompenzačního drátu nesprávný. Za předpokladu, že se používá termočlánek typu S, je vybrán kompenzační dráty KX termočlánku typu K.
Podle zákona mezilehlého vodiče je celkový termoelektrický potenciál obdržený nástrojem
E'Z (T1, T2)=ES (T1, T3)+EKX (T3, T2) (10)
Pokud je vodič kompenzační SC typu S správně použit bez zvážení vlastní chyby kompenzačního drátu, celkový potenciál měřený přístrojem je EZ (T1, T2)=ES (T1, T3)+ES (T3, T2) (11)
V důsledku výběru nesprávného kompenzačního drátu vyústila v hodnota měření přístroje k chybám, jak je uvedeno v rovnicích (10) - (11)
Ez'-ez=ekx (t3, t2) -es (t3, t2) (12)
Pokud je pracovní teplota termočlánku typu S 900 stupňů a teplota okolního okolí je v kontrolní místnosti 25 stupňů, stále podle T 3-- t 2==8 stupeň, zkontrolujte kalibrační tabulky S-Pair a K-Pair samostatně a získat samostatně potenciální rozdíl jako
Ekx (t3, t2) -es (t3, t2) =0. 278mv
Teplota měřená přístrojem je vyšší než skutečná teplota. Pokud je nástroj řízen při 900 stupňů, skutečná hodnota je pouze 875,1 stupně, s chybou 24,9 stupňů.
Pokud je polarita ve výše uvedené situaci znovu zvrácena, bude hodnota měření nástroje vyšší. Když nástroj vykazuje 900 stupňů, skutečná teplota je 933,2 stupně, s chybou 33,2 stupňů.
3. míchání kompenzačních vodičů s běžnými dráty
V praktických aplikacích se často zjistí, že běžné dráty se používají k připojení kompenzačních vodičů kvůli jejich nedostatečné délce nebo se po přerušení kompenzačního drátu připojí část běžného drátu.
4, opatření pro používání kompenzačních vodičů
1. Výběr kompenzačních vodičů
Kompenzační vodič musí být vybrán správně podle typu použitého termočlánku a příležitosti, kdy se používá.
2. Kontaktní připojení
Pokuste se udržet teplotu dvou kontaktních bodů co nejblíže k terminálu terminálu terminálu. Teplota v bodě připojení s terminálem přístroje by měla být co nejblíže. V oblastech, kde je ventilátor v přístrojové skříňce, by měly být chráněny kontaktní body, aby se zabránilo foukání ventilátoru přímo do kontaktních bodů.
3. Použijte délku
Protože signál termočlánku je velmi nízký, na úrovni mikrovoltu, pokud se používá na dlouhé vzdálenosti, může útlum signálu a silné elektrické rušení v prostředí způsobit zkreslení signálu termočlánku, což má za následek nepřesné měření a kontrolu teploty. V závažných případech může dojít k kolísání teploty během kontroly. Na základě zkušeností je obvykle lepší ovládat délku kompenzačního drátu termočlánku do 15 metrů. Pokud přesahuje 15 metrů, doporučuje se použít k přenosu signálu teplotní vysílač. Vysílač teploty převádí potenciální hodnotu odpovídající teplotě na přímý proud pro přenos a má silnou schopnost anti-interference.