Korrekt brug af termoelementskompensationsledninger i temperaturmåling

Termoelementskompensationsledninger er blevet vidt anvendt i termoelementstemperaturmåling. Hvis du forstår princippet, funktionen, handlingsmetoden og forholdsregler for termoelementskompensationsledninger, kan du fuldt ud bruge funktionen af ​​termoelementskompensationsledninger, ellers vil den slå tilbage. I industriel produktion, selv om termoelementer er blevet vidt brugt som temperatursensorer til temperaturmåling og kontrol, og folk er bekendt med dem, hvis den korrekte brugsmetode ikke er opmærksom på, kan den forårsage betydelig afvigelse i temperaturmåling og kontrol og i alvorlige tilfælde direkte forårsage økonomiske tab. Derfor bør det tages alvorligt.
1, Introduktion til temperaturmålingsprincippet for termoelementer
Et kredsløb sammensat af to forskellige homogene materialer A og B kaldes en termoelement. A. Kontaktpunkterne, der er tilsluttet i begge ender af materiale B, er repræsenteret af henholdsvis J1 og J2. Hvis temperaturen T1 og T2 for kontaktpunkterne for J1 og J2 er forskellige, genereres et elektrisk potentiale i kredsløbet, som normalt omtales som et termoelektrisk potentiale. Når A materialet fra B - timing, afhænger størrelsen af ​​termoelektrisk potentiale af temperaturforskellen mellem T1 og T2, udtrykt ved formlen som
EAB (T1, T2)=EAB (T1)+EBA (T2)=EAB (T1) -EAB (T2) (1)
I formlen: EAB (T1, T2) er et termoelement af B en termoelektrisk potentialeforskel mellem forbindelsestemperaturerne T1 og T2.
EAB (T1) - A potentialet i punkt B, når temperaturen er T1.
EAB (T2), EBA (T1) - A Potentialet ved punkt B -temperatur T2 er lige i størrelse og modsat i tegn.
For at forene termoelementmaterialer og standardisere dem har relevante nationale standarder fastlagt sammensætningen af ​​termoelementmateriale A komponenterne i B-renhed og tilvejebragt en kombinationsform for materiale B er navngivet med et enkelt bogstav, såsom K-type, S-type, osv. For brug af bekvemmeligheder, temperaturværdierne og potentielle forhold i forskellige typer af termermoformer, er det potentielle værdier, der er relevante værdier, der er relativt til afhængighed 0 C, der er repræsenteret her som t 0, og forskellige typer termoelementskalibreringstabeller er lavet til let reference og beregning.
Sammenlignet med formen i figur 1 omdannes formlen (1) til
EAB (Ti, T2)=eab (t1, t 0)-eab (t2, t 0) (2)
Formel (2) er den praktiske formel, vi i øjeblikket bruger, så længe vi kender T1 T2, EAB (Ti, T {{3}) og EAB (T2, T 0) findes fra gradueringstabellen.
To termoelementskompensationsledninger
Lad os først analysere forbindelseslederloven og mellemtemperaturloven for termoelementer.
I praktiske anvendelser er der altid en afstand mellem måling og kontrol af instrumenter og termoelementer. Materialerne C og D i midten er også to homogene materialer. I henhold til loven om mellemleder i termoelementer kan udtrykket for den målte samlede potentielle EZ udledes som følger:
EZ=EAB (T1, T3)+ECD (T3, T2) (3)
Ligning (3) er loven om termoelementforbindelsesleder. Hvis forbindelsen ikke er i et afsnit, er den samlede potentielle EZ også summen af ​​hvert afsnit. I målingen håber vi, at det samlede potentiale i måleenden er termoelementet EAB (T1, T2), som er praktisk til at kontrollere instrumentmåling for at forhindre, at yderligere potentiale genereres af mellemforbindelser. Udtrykket er:
EAB (T1, T2)=EZ=EAB (T1, T3)+EAB (T3, T2) (4)
I ligning (4) omtales T3 som mellemtemperaturen, og derfor er den også kendt som loven om mellemtemperatur. Dette kræver, at vi finder en bestemt materiale -cd, hans egenskaber er:
ECD (T3, T2)=EAB (T3, T2) (5)
Materialet, der tilfredsstiller ligning (5), kaldes den kompenserende ledning af termoelementet. Fordi der er mange typer termoelementer, er der også mange typer termoelementskompensationsledninger.
3, almindelige fejl i brugen af ​​kompenserende ledninger og de resulterende fejl
1. Tilslut de positive og negative terminaler i termoelementskompensationstråden omvendt med termoelementet
Hvis de positive og negative poler i termoelementskompensationstråden er forbundet i omvendt de positive og negative poler i termoelementet, og de positive og negative poler i termoelementet er forbundet korrekt til instrumentets positive og negative poler, idet instrumentets K-type termoel er som et eksempel. Denne fejl er ret almindelig i applikationer, fordi efter forbindelse er temperaturændringens tendens for det kontrollerede objekt i overensstemmelse med displayinstrumentet. Derudover har mange termoelementskompensationsprodukter i øjeblikket ikke-standardmærkning, hvilket gør det vanskeligt at skelne; Nogle producenter mærker endda farver forkert. Nedenfor er en analyse af de fejl, der er forårsaget af denne situation.
Hvis det er tilsluttet korrekt, er det samlede termoelektriske potentiale modtaget af instrumentet
Ez=ek (Ti, T3)+EKX (T3, T2)=EK (T1, T3)+EK (T3, T2)=EK (T1, T2) (6)
På grund af en forbindelsesfejl er det samlede termoelektriske potentiale modtaget af instrumentet i henhold til loven om mellemledere
EZ=EK (T1, T3)+EKX (T3, T2) (7)
For KX udvidede kompensationsledninger er der
E'kx (T3, T2) =- EKX (T3, T2) =-- EK (T3, T2) (8)
Beregn den fejl, der genereres af instrumentmålingsværdien
Ez'-ez=ek (T1, T3) -EK (T3, T2) -K (T1, T3) -EK (T3, T2) =-2 EK (T3, T2) (9)
Temperaturen nær den generelle industrielle ovn er mindst 8 grader højere end temperaturen i kontrolrummet. Så den resulterende fejl er nøjagtigt dobbelt så meget som kompensationsværdien af ​​kompenserende ledningen. For termoelementer i K-type er den differentielle potentialeværdi generelt omkring 40C/(μ V), og den målte temperatur er ca. 16 graders lavere end den faktiske temperatur. Hvis kontroltemperaturen er indstillet til 600 grader, skal den faktiske temperatur være omkring 616 grad.
Fra ovenstående analyse kan det ses, at når de positive og negative poler i termoelementskompensationstråden vendes, undlader det ikke kun at kompensere, men også fordobler fejlen sammenlignet med ikke at forbinde kompensationstråden. Derfor skal polariteten af ​​kompensationstråden tages i betragtning, når man forbinder den.
2. Den anvendte kompensationstråd er forkert
Hvis den samme type kompenserende ledning er parret med den samme type termoelement, vil der stadig forekomme fejl, hvis den valgte type kompenserende ledning er forkert. Hvis man antager, at der anvendes en S-type termoelement, vælges kompensationstråden KX for K-Type-termoelementet.
I henhold til loven om mellemleder er det samlede termoelektriske potentiale modtaget af instrumentet
E'z (T1, T2)=es (T1, T3)+EKX (T3, T2) (10)
Hvis S-typen kompenserende tråd SC bruges korrekt uden at overveje selvfejlen i den kompenserende ledning, er det samlede potentiale målt af instrumentet EZ (T1, T2) {{3} es (T1, T3)+ES (T3, T2) (11)
På grund af valg af den forkerte kompensationstråd resulterede måleværdien af ​​instrumentet i fejl som vist i ligninger (10) - (11)
Ez'-ez=EKX (T3, T2) -ES (T3, T2) (12)
If the working temperature of the S-type thermocouple is 900 degree and the ambient temperature in the control room is 25 degree , still according to T3-- T2==8 degree , check the S-pair and K-pair calibration tables separately, and obtain the potential difference as
EKX (T3, T2) -ES (T3, T2) =0. 278mv
Temperaturen målt af instrumentet er højere end den faktiske temperatur. Hvis instrumentet kontrolleres ved 900 grader, er den faktiske værdi kun 875,1 grad med en fejl på 24,9 grader.
Hvis polariteten vendes igen i ovenstående situation, vil instrumentmålingsværdien være højere. Når instrumentet viser 900 grader, er den faktiske temperatur 933,2 grad med en fejl på 33,2 grader.
3. blanding af kompensationsledninger med almindelige ledninger
I praktiske anvendelser viser det sig ofte, at almindelige ledninger bruges til at forbinde kompenserende ledninger på grund af deres utilstrækkelige længde, eller et afsnit af almindelig ledning er forbundet, når kompenserende ledningen er brudt.
4, forholdsregler for brug af kompenserende ledninger
1. Valg af kompensationsledninger
Kompensationstråden skal vælges korrekt i henhold til den anvendte termoelement og den lejlighed, hvor den bruges.
2. kontaktforbindelse
Prøv at holde temperaturen på de to kontaktpunkter så tæt som muligt på termoelementets terminal. Temperaturen ved forbindelsespunktet med instrumentterminalen skal være så tæt som muligt. I områder, hvor der er en ventilator i instrumentskabet, skal kontaktpunkterne beskyttes for at forhindre, at blæseren blæser direkte til kontaktpunkterne.
3. Brug længde
Fordi signalet fra termoelementet er meget lavt, på mikrovoltniveau, hvis det bruges over en lang afstand, kan signaldæmpning og stærk elektrisk interferens i miljøet forårsage forvrængning af termoelementssignalet, hvilket resulterer i unøjagtig temperaturmåling og kontrol. I alvorlige tilfælde kan temperatursvingninger forekomme under kontrol. Baseret på erfaring er det normalt bedre at kontrollere længden af ​​termoelementskompensationstråden inden for 15 meter. Hvis det overstiger 15 meter, anbefales det at bruge en temperatursender til at transmittere signalet. Temperaturtransmitteren konverterer den potentielle værdi, der svarer til temperaturen til jævnstrøm til transmission, og har stærk anti-interferensevne.