Správne použitie vodičov kompenzácie termočlánkov pri meraní teploty

Pri meraní teploty termočlánkov sa široko používajú kompenzačné vodiče termočlánkov. Ak rozumiete zásadám, funkcii, metóde pôsobenia a preventívnymi opatreniami kompenzačných vodičov termočlánkov, môžete plne využívať funkciu kompenzačných drôtov termočlánkov, inak sa zlyhá. V priemyselnej výrobe, hoci sa termočlánky široko používali ako teplotné senzory na meranie a kontrolu teploty a ľudia sú s nimi oboznámení, ak sa správnej metóde používania nevenuje, môže to spôsobiť značnú odchýlku pri meraní a kontrole teploty av závažných prípadoch priamo spôsobuje ekonomické straty. Preto by sa to malo brať vážne.
1, Úvod do princípu merania teploty termočlánkov
Obvod zložený z dvoch rôznych homogénnych materiálov A a B sa nazýva termočlánok. A. Kontaktné body pripojené na oboch koncoch materiálu B predstavujú J1 a J2. Ak sú teplota T1 a T2 kontaktných bodov J1 a J2 odlišná, v obvode sa vytvorí elektrický potenciál, ktorý sa zvyčajne označuje ako termoelektrický potenciál. Keď je materiál B - načasovania, veľkosť termoelektrického potenciálu závisí od teplotného rozdielu medzi T1 a T2, vyjadrenými vzorcom ako
EAB (t1, t2)=eAB (t1)+eba (t2)=eaB (t1) -eAB (t2) (1)
Vo vzorci: materiál EAB (T1, T2) je termočlán B má termoelektrický potenciál rozdiel medzi teplotami križovatky T1 a T2.
EAB (T1) - A Potenciál v bode B, keď je teplota T1.
EAB (T2), EBA (T1) - A Potenciál pri teplote bodu B je rovnaký v veľkosti a opačný v znamení.
Aby sa zjednotili termočlánkové materiály a ich štandardizovali, príslušné vnútroštátne normy stanovili zloženie materiálu termočlánku a komponenty B čistoty a poskytnutie kombinovanej formy materiálu B je pomenované jediným písmenom, ako sú napríklad k-type, ako sú relatívne hodnoty {2 Tu sú znázornené ako t 0 a rôzne typy kalibračných tabuliek termočlánku sú vyrobené pre ľahkú referenciu a výpočet.
V porovnaní s formou na obrázku 1, vzorec (1) sa transformuje do
Eab (ti, t2)=eab (t1, t 0)-eab (t2, t {0) (2)
Vzorec (2) je praktický vzorec, ktorý v súčasnosti používame, pokiaľ vieme, že T1 T2, EAB (Ti, T 0) a EAB (T2, T 0) sa nachádzajú z tabuľky promócie.
Dva vodiče kompenzácie termočlánkov
Najprv analyzme zákon o vodiči spojenia a zákon o strednej teplote termočín.
V praktických aplikáciách je vždy vzdialenosť medzi meraním a kontrolným nástrojom a termočlánkami. Materiály C a D v strede sú tiež dva homogénne materiály. Podľa zákona o strednom vodiči v termočlánkoch možno expresiu nameraného celkového potenciálneho EZ odvodiť nasledovne:
EZ=eAB (t1, t3)+ECD (t3, t2) (3)
Rovnica (3) je zákon vodiča pripojenia termočlánkov. Ak pripojenie nie je v jednej časti, celkový potenciál EZ je tiež súčtom každej sekcie. Pri meraní dúfame, že celkovým potenciálom na konci merania je termočlánok EAB (T1, T2), ktorý je vhodný na kontrolu merania prístroja, aby sa zabránilo generovaniu dodatočného potenciálu v stredných spojeniach. Výraz je:
EAB (t1, t2)=ez=eAB (t1, t3)+eAB (t3, t2) (4)
V rovnici (4) sa T3 označuje ako stredná teplota, a preto je známa aj ako zákon strednej teploty. To si vyžaduje, aby sme našli určité materiálne CD, jeho charakteristiky sú:
ECD (T3, T2)=eAB (t3, t2) (5)
Materiál, ktorý spĺňa rovnicu (5), sa nazýva kompenzačný drôt termočlánku. Pretože existuje veľa typov termočlánkov, existuje aj veľa typov kompenzačných vodičov termočlánkov.
3, Bežné chyby pri používaní kompenzačných vodičov a výsledných chýb
1. Pripojte kladné a záporné terminály kompenzačného drôtu termočlánkov v opačnom prípade s termočlánkom
Ak sú pozitívne a negatívne póly kompenzačného drôtu termočlánkov pripojené v opačnom prípade s pozitívnymi a negatívnymi pólmi termočlánku a pozitívne a negatívne póly termočlánku sú správne spojené s kladnými a negatívnymi stĺpmi nástroja, pričom sa ako príklad berú termočlánok K-typu. Táto chyba je v aplikáciách celkom bežná, pretože po pripojení je trend zmeny teploty riadeného objektu v súlade s prístrojom na zobrazenie. Okrem toho veľa produktov na kompenzačné drôty termočlánkov má v súčasnosti neštandardné označovanie, čo sťažuje rozlíšenie; Niektorí výrobcovia dokonca nesprávne označujú farby. Nižšie je uvedená analýza chýb spôsobených touto situáciou.
Ak je správne pripojený, celkový termoelektrický potenciál prijatý prístrojom je
EZ=eK (ti, t3)+ekx (t3, t2)=eK (t1, t3)+eK (t3, t2) {{}}} eK (t1, t2) (6)
Z dôvodu chyby pripojenia podľa zákona o stredných vodičoch je celkový termoelektrický potenciál prijatý prístrojom
EZ=EK (T1, T3)+EKX (T3, T2) (7)
Pre kx predĺžené kompenzačné drôty existujú
E'kx (t3, t2) =- ekx (t3, t2) =-- eK (t3, t2) (8)
Vypočítajte chybu generovanú hodnotou merania prístroja
Ez'-ez=eK (t1, t3) -ek (t3, t2) -ek (t1, t3) -ek (t3, t2) =-2 eK (t3, t2) (9)
Teplota v blízkosti všeobecnej priemyselnej pece je najmenej o 8 stupňov vyššia ako teplota v riadiacej miestnosti. Výsledná chyba je teda presne dvojnásobkom kompenzačnej hodnoty kompenzačného drôtu. Pre termočlánky typu K je hodnota diferenciálneho potenciálu zvyčajne okolo 40 ° C/(μ v) a nameraná teplota je približne o 16 stupňov nižšia ako skutočná teplota. Ak je kontrolná teplota nastavená na 600 stupňov, skutočná teplota by mala byť okolo 616 stupňov.
Z vyššie uvedenej analýzy je zrejmé, že keď sú kladné a negatívne póly kompenzačného drôtu termočlánku zvrátené, nielenže nevykonáva kompenzáciu, ale tiež zdvojnásobí chybu v porovnaní s nepripojením kompenzačného vodiča. Preto sa pri jeho pripojení musí zohľadniť polarita kompenzačného drôtu.
2. Použitý model kompenzačného drôtu je nesprávny
Ak je rovnaký typ kompenzačného drôtu spárovaný s rovnakým typom termočlánku, dôjde k chybám, ak je vybraný typ kompenzačného vodiča nesprávny. Za predpokladu, že sa použije termočlánok typu S, vyberie sa kompenzačný drôt KX termočlánku typu K.
Podľa zákona medziproduktora je celkový termoelektrický potenciál prijatý nástrojom
E'z (t1, t2)=es (t1, t3)+ekx (t3, t2) (10)
Ak sa kompenzačný drôt SC typu S použije správne bez toho, aby sa zvážilo sebakrata kompenzačného drôtu, celkový potenciál meraný pomocou nástroja je EZ (T1, T2)=ES (T1, T3)+ES (T3, T2) (11)
V dôsledku výberu nesprávneho kompenzačného drôtu viedla hodnota merania prístroja k chybám, ako je uvedené v rovniciach (10) - (11)
EZ'-EZ=eKX (T3, T2) -ES (T3, T2) (12)
Ak je pracovná teplota termočlánku typu S 900 stupňov a teplota okolia v kontrolnej miestnosti je 25 stupňov, stále podľa t 3-- t 2==8, skontrolujte kalibračné tabuľky S-Pair a K-Pair osobitne a získajte potenciálny rozdiel ako potenciálny rozdiel
EKX (T3, T2) -ES (T3, T2) =0. 278MV
Teplota meraná pomocou prístroja je vyššia ako skutočná teplota. Ak je prístroj kontrolovaný pri 900 stupňoch, skutočná hodnota je iba 875,1 stupňa, s chybou 24,9 stupňov.
Ak je polarita v vyššie uvedenej situácii opäť zvrátená, hodnota merania prístroja bude vyššia. Keď sa prístroj zobrazí 900 stupňov, skutočná teplota je 933,2 stupňa s chybou 33,2 stupňa.
3. Miešanie kompenzačných vodičov s bežnými vodičmi
V praktických aplikáciách sa často zistilo, že bežné vodiče sa používajú na pripojenie kompenzačných vodičov z dôvodu ich nedostatočnej dĺžky, alebo časť obyčajného drôtu je pripojená po prerušení kompenzačného drôtu.
4, preventívne opatrenia na používanie kompenzácie vodičov
1. Výber kompenzačných vodičov
Kompenzačný drôt sa musí vybrať správne podľa typu použitého termočlánku a príležitosti, v ktorej sa používa.
2. Kontaktné pripojenie
Pokúste sa udržať teplotu dvoch kontaktných bodov čo najbližšie k terminálu termočlánku. Teplota v bode pripojenia s terminálom prístroja by mala byť čo najbližšie. V oblastiach, kde je v prístrojovej skrinke ventilátor, by mali byť chránené kontaktné body, aby sa zabránilo tomu, aby ventilátor fúkal priamo do kontaktných bodov.
3. Používajte dĺžku
Pretože signál termočlánku je veľmi nízky, na úrovni mikrovoltu, ak sa používa na dlhú vzdialenosť, útlm signálu a silné elektrické rušenie v prostredí môžu spôsobiť skreslenie signálu termočlánku, čo má za následok nepresné meranie a kontrolu teploty. V závažných prípadoch sa počas kontroly môžu vyskytnúť kolísanie teploty. Na základe skúseností je zvyčajne lepšie riadiť dĺžku kompenzačného drôtu termočlánkov do 15 metrov. Ak presahuje 15 metrov, odporúča sa použiť na prenos signálu teplotný vysielač. Teplotný vysielač prevádza potenciálnu hodnotu zodpovedajúcu teplote na priamy prúd pre prenos a má silnú anti-interferenčnú schopnosť.