Penggunaan wayar pampasan termokopel yang betul dalam pengukuran suhu

Kabel pampasan termokopel telah digunakan secara meluas dalam pengukuran suhu termokopel. Jika anda memahami prinsip, fungsi, kaedah tindakan, dan langkah berjaga -jaga wayar pampasan termokopel, anda boleh menggunakan sepenuhnya fungsi wayar pampasan termokopel, jika tidak, ia akan menjadi bumerang. Dalam pengeluaran perindustrian, walaupun thermocouples telah digunakan secara meluas sebagai sensor suhu untuk pengukuran dan kawalan suhu, dan orang biasa dengan mereka, jika kaedah penggunaan yang betul tidak memberi perhatian kepada, ia boleh menyebabkan sisihan yang signifikan dalam pengukuran dan kawalan suhu, dan dalam kes yang teruk, secara langsung menyebabkan kerugian ekonomi. Oleh itu, ia perlu diambil serius.
1, pengenalan kepada prinsip pengukuran suhu termokopel
Litar yang terdiri daripada dua bahan homogen yang berbeza A dan B dipanggil termokopel. A. Titik hubungan yang disambungkan di kedua -dua hujung bahan B diwakili oleh J1 dan J2 masing -masing. Jika suhu T1 dan T2 titik hubungan J1 dan J2 adalah berbeza, potensi elektrik akan dihasilkan dalam litar, yang biasanya dirujuk sebagai potensi thermoelectric. Apabila bahan B - masa, magnitud potensi thermoelectric bergantung kepada perbezaan suhu antara T1 dan T2, dinyatakan oleh formula sebagai
EAB (T1, T2)=EAB (T1)+EBA (T2)=EAB (T1) -EAB (T2) (1)
Dalam formula: bahan EAB (T1, T2) adalah thermocouple B mempunyai perbezaan potensi thermoelektrik antara suhu persimpangan T1 dan T2.
EAB (T1) - A Potensi pada titik B apabila suhu adalah T1.
EAB (T2), EBA (T1) - A Potensi pada suhu B suhu T2 adalah sama dengan magnitud dan bertentangan dengan tanda.
Untuk menyatukan bahan termokopel dan menyeragamkannya, piawaian kebangsaan yang berkaitan telah menetapkan komposisi bahan termokopel A komponen kes kesucian dan menyediakan bentuk gabungan bahan B dinamakan dengan satu huruf, seperti jenis K-jenis, dan sebagainya. 0 c, diwakili di sini sebagai t 0, dan pelbagai jenis jadual penentukuran termokopel dibuat untuk rujukan dan pengiraan mudah.
Berbanding dengan bentuk dalam Rajah 1, formula (1) berubah menjadi
EAB (Ti, T2)=EAB (T1, T 0)-EAB (T2, T 0) (2)
Formula (2) adalah formula praktikal yang kita gunakan sekarang, selagi kita tahu T1 T2, EAB (Ti, T 0) dan EAB (T2, T 0) boleh didapati dari jadual tamat pengajian.
Dua wayar pampasan termokopel
Pertama, mari kita menganalisis undang -undang konduktor sambungan dan undang -undang suhu pertengahan termokopel.
Dalam aplikasi praktikal, selalu terdapat jarak antara mengukur dan mengawal instrumen dan termokopel. Bahan -bahan C dan D di tengah -tengah juga dua bahan homogen. Menurut undang -undang konduktor perantaraan dalam termokopel, ungkapan untuk jumlah potensi yang diukur boleh diperoleh seperti berikut:
EZ=EAB (T1, T3)+ECD (T3, T2) (3)
Persamaan (3) adalah undang -undang konduktor sambungan termokopel. Jika sambungan tidak dalam satu bahagian, jumlah potensi EZ juga merupakan jumlah setiap bahagian. Dalam pengukuran, kami berharap bahawa jumlah potensi pada akhir pengukuran adalah thermocouple EAB (T1, T2), yang mudah untuk mengawal pengukuran instrumen untuk mencegah potensi tambahan daripada dihasilkan oleh sambungan pertengahan. Ungkapannya adalah:
EAB (T1, T2)=ez=EAB (T1, T3)+EAB (T3, T2) (4)
Dalam Persamaan (4), T3 dirujuk sebagai suhu pertengahan, oleh itu ia juga dikenali sebagai undang -undang suhu pertengahan. Ini memerlukan kita mencari CD bahan tertentu, ciri -cirinya adalah:
ECD (T3, T2)=EAB (T3, T2) (5)
Bahan yang memenuhi persamaan (5) dipanggil wayar pampasan termokopel. Kerana terdapat banyak jenis termokopel, terdapat juga banyak jenis wayar pampasan termokopel.
3, kesilapan biasa dalam penggunaan wayar pampasan dan kesilapan yang dihasilkan
1. Sambungkan terminal positif dan negatif wayar pampasan termokopel sebaliknya dengan termokopel
Sekiranya kutub positif dan negatif dari dawai pampasan termokopel disambungkan secara terbalik kepada tiang positif dan negatif termokopel, dan tiang positif dan negatif termokopel dihubungkan dengan betul ke tiang positif dan negatif instrumen, mengambil termokopel K-jenis sebagai contoh. Kesalahan ini agak biasa dalam aplikasi kerana selepas sambungan, trend perubahan suhu objek terkawal adalah konsisten dengan instrumen paparan. Selain itu, banyak produk wayar pampasan termokopel kini mempunyai pelabelan yang tidak standard, menjadikannya sukar untuk dibezakan; Sesetengah pengeluar juga melabelkan warna dengan tidak betul. Berikut adalah analisis kesilapan yang disebabkan oleh keadaan ini.
Sekiranya disambungkan dengan betul, jumlah potensi thermoelectric yang diterima oleh instrumen adalah
Ez=ek (ti, t3)+ekx (t3, t2)=ek (t1, t3)+ek (t3, t2)=ek (t1, t2) (6)
Oleh kerana ralat sambungan, menurut undang -undang konduktor perantaraan, jumlah potensi thermoelectric yang diterima oleh instrumen adalah
Ez=ek (t1, t3)+ekx (t3, t2) (7)
Untuk wayar pampasan lanjutan KX, ada
E'kx (t3, t2) =- ekx (t3, t2) =-- ek (t3, t2) (8)
Kirakan ralat yang dihasilkan oleh nilai pengukuran instrumen
Ez'-Ez=ek (t1, t3) -EK (T3, T2) -EK (T1, T3) -EK (T3, T2) =-2 ek (T3, T2) (9)
Suhu berhampiran relau perindustrian umum sekurang -kurangnya 8 darjah lebih tinggi daripada suhu di bilik kawalan. Oleh itu, kesilapan yang terhasil adalah dua kali ganda nilai pampasan dari dawai pampasan. Untuk termokopel K-jenis, nilai potensi kebezaan biasanya sekitar 40c/(μ v), dan suhu yang diukur adalah kira-kira 16 darjah lebih rendah daripada suhu sebenar. Jika suhu kawalan ditetapkan pada 600 darjah, suhu sebenar mestilah sekitar 616 darjah.
Dari analisis di atas, dapat dilihat bahawa apabila kutub positif dan negatif dari wayar pampasan termokopel dibalikkan, ia bukan sahaja gagal mengimbangi, tetapi juga menggandakan kesilapan berbanding dengan tidak menghubungkan dawai pampasan. Oleh itu, polariti dawai pampasan mesti diambil kira apabila menyambungkannya.
2. Model wayar pampasan yang digunakan tidak betul
Sekiranya jenis dawai pampasan yang sama dipasangkan dengan jenis termokopel yang sama, kesilapan masih akan berlaku jika jenis dawai pampasan yang dipilih tidak betul. Dengan mengandaikan thermocouple S-jenis digunakan, dawai pampasan KX dari thermocouple K-jenis dipilih.
Menurut undang -undang konduktor perantaraan, jumlah potensi thermoelectric yang diterima oleh instrumen adalah
E'z (t1, t2)=es (t1, t3)+ekx (t3, t2) (10)
Jika S-jenis pampasan SC digunakan dengan betul tanpa mempertimbangkan kesilapan diri dari dawai pampasan, jumlah potensi yang diukur oleh instrumen adalah EZ (T1, T2)=es (T1, T3)+ES (T3, T2) (11)
Oleh kerana memilih dawai pampasan yang salah, nilai pengukuran instrumen mengakibatkan kesilapan seperti yang ditunjukkan dalam persamaan (10) - (11)
Ez'-ez=ekx (t3, t2) -es (t3, t2) (12)
Jika suhu kerja termokopel S-jenis adalah 900 darjah dan suhu ambien di bilik kawalan adalah 25 darjah, masih mengikut T 3-- T 2==8 darjah, periksa jadual penentukuran S-pasangan dan K-pasangan secara berasingan, dan dapatkan perbezaan potensi
EKX (T3, T2) -ES (T3, T2) =0. 278mv
Suhu yang diukur oleh instrumen adalah lebih tinggi daripada suhu sebenar. Jika instrumen dikawal pada 900 darjah, nilai sebenar hanya 875.1 darjah, dengan kesilapan 24.9 darjah.
Sekiranya polariti dibalikkan semula dalam keadaan di atas, nilai pengukuran instrumen akan lebih tinggi. Apabila instrumen memaparkan 900 darjah, suhu sebenar adalah 933.2 darjah, dengan kesilapan 33.2 darjah.
3. Pencampuran wayar pampasan dengan wayar biasa
Dalam aplikasi praktikal, sering didapati bahawa wayar biasa digunakan untuk menyambungkan wayar pampasan kerana panjangnya yang tidak mencukupi, atau seksyen dawai biasa disambungkan selepas dawai pampasan dipecahkan.
4, Langkah berjaga -jaga untuk menggunakan wayar pampasan
1. Pemilihan wayar pampasan
Kawat pampasan mesti dipilih dengan betul mengikut jenis termokopel yang digunakan dan kesempatan di mana ia digunakan.
2. Sambungan Hubungi
Cuba simpan suhu dua titik hubungan sedekat mungkin ke terminal termokopel. Suhu di titik sambungan dengan terminal instrumen harus sedekat mungkin. Di kawasan di mana terdapat kipas di kabinet instrumen, titik hubungan harus dilindungi untuk menghalang kipas dari meniup terus ke titik hubungan.
3. Penggunaan panjang
Kerana isyarat termokopel adalah sangat rendah, pada tahap microvolt, jika digunakan dalam jarak jauh, pelemahan isyarat dan gangguan elektrik yang kuat dalam persekitaran boleh menyebabkan penyelewengan isyarat termokopel, mengakibatkan pengukuran dan kawalan suhu yang tidak tepat. Dalam kes yang teruk, turun naik suhu mungkin berlaku semasa kawalan. Berdasarkan pengalaman, biasanya lebih baik untuk mengawal panjang wayar pampasan termokopel dalam masa 15 meter. Jika ia melebihi 15 meter, adalah disyorkan untuk menggunakan pemancar suhu untuk menghantar isyarat. Pemancar suhu menukarkan nilai potensi yang sepadan dengan suhu ke dalam arus langsung untuk penghantaran, dan mempunyai keupayaan anti-interference yang kuat.