Как выбрать подходящий компенсационный провод термопары?

Приборы для индикации температуры могут точно измерять, контролировать и регулировать температуру измеряемой среды. Чтобы увеличить расстояние передачи термопары, стали очень широко использоваться провода термопары . Неправильный выбор и использование компенсационных проводов термопары приведет к отклонениям в измерении температуры и контроле температуры, что непосредственно приведет к серьезным авариям. Таким образом, понимание определения, принципа действия, функции и выбора термокомпенсационных проводов является знанием, которое должен усвоить каждый технический специалист, использующий термопару для измерения температуры .

1. Обзор

1.1 Определение

Компенсационный провод термопары состоит из проволоки из сплава, изоляционного слоя, оболочки и защитного слоя. В определенном диапазоне температур (в том числе при нормальной температуре) это пара проводов с изоляционными слоями, имеющими то же номинальное значение, что и термоэдс согласованной термопары, которая используется для соединения термопары и измерительного прибора для компенсации погрешности. вызвано установкой температуры на стыке их с термопарой.

1.2 Тип

Существует два типа компенсационных проводов термопары: удлинительный и компенсационный.

(1) Для удлинительных проводов термопары номинальный химический состав и значение ЭДС такие же, как и у соответствующих проводов термопары, а буква «X» добавляется после номера градуировки термопары, например « K X», « E X». ;

(2) Для компенсационных проводов термопары номинальный химический состав проволоки из сплава отличается от состава согласующей проволоки термопары, но значение ЭДС такое же, как у согласующей проволоки при 0~100°C или 0~200°C. Таким образом, он обозначается буквой «C» после порядкового номера термопары, например «KC». Проволоки из разных сплавов могут применяться к термопаре одного типа (номер градуировки) и обозначаются дополнительными буквами, такими как KCA и KCB.

2. Принцип

Эффект Зеебека : два проводника из разных материалов образуют замкнутый контур. Когда на обоих концах есть градиент температуры, по петле будет течь ток. В это время между двумя концами возникает электродвижущая сила — термоэлектродвижущая сила.

                                      Рисунок 1

В маршруте измерения термопары необходимо подключить провода и индикаторные приборы. Материалы этих термоэлектродов обычно отличаются от материалов проводов. Закон промежуточных металлов указывает, что при определенных условиях соединительные провода и индикаторные приборы могут быть подключены к цепи .

                                    фигура 2

В цепи, измеряемой термопарой, если температура на обоих концах промежуточного проводника одинакова, общая термоэлектродвижущая сила цепи измерения термопары не будет затронута после того, как два конца будут соединены с другими проводниками из металлического материала в середине. . Как вы можете видеть на рисунках 1 и 2.

T : измерение температуры перехода

Tn : температура холодного спая

T0 : температура окружающей среды (комнатная температура)

В это время значение ЭДС цепи на рисунке равно:

eABBA ( T , Tn , T0 ) = eAB ( T , Tn ) + eAB ( Tn , T0 )

Когда холодный спай Tn заменяется другим проводом термопары для замены A и B, если термоэлектрические свойства A' и A, B' и B одинаковы, то есть:

eABBA (T, Tn, T0) = eAB (T, Tn )+eA′B′(Tn, T0)

Если соединительный провод может удовлетворять eAB(Tn, T0) = eA′B′(Tn, T0), он может играть роль компенсирующего потенциала. В это время полная электродвижущая сила цепи равна :

eABB′A′(T, Tn, T0) = eAB(T, Tn) + eA′B′(Tn, T0).

В это время на измеренную общую термоэлектродвижущую силу термопары влияют только измерительная клемма T и температура окружающей среды T0, и она не связана с изменением температуры Tn эталонной клеммы. Этот принцип используется в компенсационном проводе в практических приложениях. Чтобы быть точным, холодный спай термопары расширяется до среды с относительно постоянной температурой через компенсационный провод, чтобы исключить влияние изменения температуры эталонного спая .

3. Как правильно выбрать компенсационный провод термопары

Разновидности и модели термопарных компенсационных проводов представлены в таблице 1.

(1) . Температура окружающей среды:

При температуре окружающей среды от -25 до 105°C можно выбрать компенсационный провод с оболочкой из ПВХ. При температуре окружающей среды от -60 до 205°C можно выбрать компенсационный провод с тефлоновой оболочкой ;

(2) . Рабочая обстановка:

Удлиненная компенсационная проволока термопары относится к проволоке из сплава, изготовленной из того же материала, что и используемая термопара, что обычно обозначается буквой X, добавленной к номеру градуировки термопары. Компенсационный провод термопары компенсационного типа означает, что его значение термоэлектродвижущей силы такое же, как номинальное значение термоэлектродвижущей силы соответствующей термопары при 0 ~ 100 ° C или 0 ~ 200 ° C , но состав проволоки из сплава отличается;

(3) . Условия работы на месте:

A. Выберите компенсационные провода для термопар (обычного и прецизионного класса) в соответствии с термоэлектрическими характеристиками: погрешность нормального класса составляет ± 2,5 °C ( ± 100 мкВ ), а погрешность прецизионного класса составляет ± 1,5 °C ( ± 60 мкВ) . В);

B. Выберите в соответствии со структурой сердечника провода: есть сердечник из одножильного провода и сердечник из многожильного провода (мягкая проволока);

C. В зависимости от ситуации с экранированием, необходимой на месте: компенсационный провод с экранирующим слоем и компенсационный провод без экранирующего слоя.

                                                                       Таблица 1

4. Внимание

(1) Компенсационные провода термопары можно использовать только с соответствующей термопарой, а несовместимые использовать нельзя ;

(2) Компенсационный провод имеет положительные и отрицательные стороны , которые не должны быть неправильно подключены, в противном случае не только не будет достигнут эффект компенсации, но и возникнет больше ошибок измерения ;

(3) Температура в точке соединения между термопарой и компенсационным проводом не может превышать указанную рабочую температуру, а если она превышает указанный диапазон рабочих температур, термоэлектрические характеристики компенсационного провода и термопары сильно различаются, что приводит к ошибкам измерения. ;

(4) Для двух спаев, подключенных к клеммам термопары, температура двух спаев должна поддерживаться как можно более постоянной ;

(5) Поддерживайте температуру в узле с терминалом прибора как можно более постоянной. Для окружающей среды, которая влияет на изменение температуры, узел должен быть защищен , чтобы предотвратить изменение температуры ;

(6) Поскольку сигнал термопары обычно находится на уровне микровольт . Если расстояние слишком велико, затухания сигнала и воздействия сильных электрических помех в окружающей среде достаточно, чтобы исказить сигнал термопары, что приведет к неточным измерениям и контролю температуры. Более серьезно, будут иметь место колебания в результатах испытаний. Согласно опыту, обычно лучше контролировать длину компенсационного провода термопары в пределах 15 метров. Если она превышает 15 метров, рекомендуется добавить преобразователь температуры.

(7) Провода компенсации термопары должны находиться вдали от линий электропередач и источников помех во время прокладки и проводки. Там, где пересечение неизбежно, следует по возможности выбрать не параллельный способ пересечения.

(8) В случаях, когда на объекте имеется много источников помех, можно использовать экранированные компенсационные провода термопары для повышения помехоустойчивости соединительных проводов. Обратите внимание на строгое заземление экранирующего слоя компенсационных проводов, иначе экранирующий слой не только не будет иметь экранирующего действия, но и усилит помехи.

5. Заключение

Как способ увеличить расстояние передачи термопары, компенсационные провода термопары экономичны , применимы и могут обеспечить точность измерения , которые широко используются в области измерения температуры в авиационной промышленности и приложениях. Правильный их выбор и использование могут отразить ценность.