文档介绍：热电偶补偿导线使用方法摘要: 探讨热电偶补偿导线的应用机理, 热电偶补偿导线的补偿作用与导线的连接、选材、温度及导线长度有关。众所周知, 热电偶补偿导线是一对化学成分不同的金属导线, 在一定温度范围内与其所配接的热电偶具有相同的温度———热电势关系。热电偶与二次仪表之间利用补偿导线连接, 如果极性接得正确, 就相当于热电极延长, 使热电偶的冷端延长到温度较低( 最理想的温度是0℃) 且稳定的场合, 以便进行冷端温度补偿, 从而达到精确测温的目的。而补偿导线的价格却比相应的热电极便宜得多。目前, 热电偶补偿导线在工业测温中已得到广泛的应用, 且收到了比较满意的效果, 但仍存在一些问题。为此, 本文作者就补偿导线的应用机理从几个不同的角度进行分析论证。 1 补偿导线的补偿作用补偿导线的补偿可用中间温度定律证明。设热电偶两热电极的材料分别为a与 b, 补偿导线的材料分别为a′和b′,4 种材料与二次仪表构成一个闭合的测温回路, 正确的接线方法应是 a′与a 相接,b′与b 相接, 如图 1 所示。回路的总热电势包括两部分, 即各结点的接触电势( 也称珀尔贴电势) 和各种材料自身两端温度不同而出现的温度差电势( 也称汤姆逊电势) 。由电子理论可知,a与b 结点在 t 温度下的接触电势为 pab(t)=(kt/q)ln(na/nb), 依此类推可得 b与b′、b′与a′、a′与 a 诸结点在相应温度下的接触电势分别为式中:t、 tn、 t0 为各结点的温度(k) 。 na、 nb、 na′、 nb′为热电极和补偿导线各自的自由电子密度。 q 为电子电荷量( × 10-1 0 绝对静电单位)。k 为波尔滋曼常数, × 10-16 尔格/ 度。回路中热电偶和补偿导线的汤姆逊电势的代数和分别为: 式中:σ为汤姆逊系数, 表示温差为 1℃时所产生的电势值。实验证明, 回路中汤姆逊电势的代数和很小, 可忽略不计, 故整个测温回路中只考虑珀尔贴电势。由中间温度定律可得回路总热电势为:而又: 上式的结果说明, 热电偶和补偿导线组成的回路中, 在结点温度为 t、 tn、 t0时, 其总热电热等于热电偶在两端温度为 t与 tn 时的热电势和补偿导线在两端温度为tn与t0 时的热电势之代数和, 因在一定温度范围(0~100 ℃)内, 补偿导线的热电特性与所配电偶的热电特性一致,即 ea′b′(tn,t0)=eab(tn,t0), 可得:eabb ′a′(t,tn,t0) =eab(t,tn) +eab(tn,t0) =eab(t,t0) 。由此可知, 当补偿导线与所配热电偶正负极连接正确时, 即可将热电偶的冷端温度由tn移至t0处, 相当于热电偶的热电极延长, 其等效电路如图 2 所示。对r和s 型热电偶而言, 有关学者提出了一种较为理想的温度补偿系统,在 500 ℃的条件下其补偿误差低于 2℃, 具体方法是采用具有 3 根导线的补偿电缆, 如图 3 所示。其负极是类似编织多股绞合的不锈钢线, 正极是 ni、 20%cr 、 10%f e 合金线。这种三线补偿电缆系统材料选择的原则是:①a′对c′和b ′对c′的热电特性, 在一定温度范围内应与配补偿导线的 pt/r h热电偶系统的热电特性一致。②a′与b′电阻与比率应与 a′/c′和b ′/c′两对导线对 pt