Uso corretto dei fili di compensazione della termocoppia nella misurazione della temperatura

I cavi di compensazione della termocoppia sono stati ampiamente utilizzati nella misurazione della temperatura della termocoppia. Se si comprende il principio, la funzione, il metodo di azione e le precauzioni dei fili di compensazione della termocoppia, è possibile utilizzare appieno la funzione dei cavi di compensazione della termocoppia, altrimenti si ritorcerà contro. Nella produzione industriale, sebbene le termocoppie siano state ampiamente utilizzate come sensori di temperatura per la misurazione e il controllo della temperatura, e le persone hanno familiarità con loro, se il metodo di utilizzo corretto non è prestato attenzione, può causare una deviazione significativa nella misurazione e nel controllo della temperatura e, nei casi gravi, causano direttamente perdite economiche. Pertanto, dovrebbe essere preso sul serio.
1, Introduzione al principio di misurazione della temperatura delle termocoppie
Un circuito composto da due diversi materiali omogenei A e B è chiamato termocoppia. A. I punti di contatto collegati ad entrambe le estremità del materiale B sono rappresentati rispettivamente da J1 e J2. Se la temperatura T1 e T2 dei punti di contatto di J1 e J2 sono diversi, un potenziale elettrico verrà generato nel circuito, che di solito viene definito un potenziale termoelettrico. Quando A il materiale del tempismo B, l'entità del potenziale termoelettrico dipende dalla differenza di temperatura tra T1 e T2, espressa dalla formula come
Eab (t1, t2)=eab (t1)+eba (t2)=eab (t1) -eab (t2) (1)
Nella formula: il materiale EAB (T1, T2) è una termocoppia di B ha una differenza potenziale termoelettrica tra le temperature di giunzione T1 e T2.
EAB (T1) - A il potenziale al punto B quando la temperatura è T1.
EAB (T2), EBA (T1) - A Il potenziale al punto B la temperatura T2 è uguale in grandezza e opposto nel segno.
Al fine di unificare i materiali della termocoppia e standardizzarli, gli standard nazionali pertinenti hanno stabilito la composizione del materiale della termocoppia a i componenti della purezza B e hanno fornito una forma di combinazione di materiale B è nomina 0 c, rappresentato qui come t 0, e vari tipi di tabelle di calibrazione della termocoppia sono realizzati per un facile riferimento e calcolo.
Rispetto alla forma nella Figura 1, la formula (1) viene trasformata in
Eab (ti, t2)=eab (t1, t 0)-eab (t2, t 0) (2)
La formula (2) è la formula pratica che attualmente utilizziamo, purché sappiamo T1 T2, EAB (TI, T 0) e EAB (T2, T 0) possono essere trovati dalla tabella di graduazione.
Due fili di compensazione della termocoppia
In primo luogo, analizziamo la legge del conduttore di connessione e la legge di temperatura intermedia delle termocoppie.
In applicazioni pratiche, c'è sempre una distanza tra strumenti di misurazione e controllo e termocoppie. I materiali C e D nel mezzo sono anche due materiali omogenei. Secondo la legge del conduttore intermedio nelle termocoppie, l'espressione per il potenziale totale misurato può essere derivata come segue:
Ez=EAB (T1, T3)+ECD (T3, T2) (3)
L'equazione (3) è la legge del conduttore di connessione della termocoppia. Se la connessione non si trova in una sezione, il potenziale totale EZ è anche la somma di ciascuna sezione. Nella misurazione, speriamo che il potenziale totale all'estremità di misurazione sia l'EAB della termocoppia (T1, T2), che è conveniente per il controllo della misurazione dello strumento per evitare che il potenziale aggiuntivo venga generato da connessioni intermedie. L'espressione è:
EAB (T1, T2)=ez=eab (T1, T3)+EAB (T3, T2) (4)
Nell'equazione (4), il T3 è indicato come temperatura intermedia, quindi è anche conosciuta come la legge della temperatura intermedia. Questo ci richiede di trovare un certo CD materiale, le sue caratteristiche sono:
ECD (T3, T2)=EAB (T3, T2) (5)
Il materiale che soddisfa l'equazione (5) è chiamato filo compensante della termocoppia. Poiché ci sono molti tipi di termocoppie, ci sono anche molti tipi di cavi di compensazione della termocoppia.
3, errori comuni nell'uso dei fili compensativi e gli errori risultanti
1. Collegare i terminali positivi e negativi del filo di compensazione della termocoppia al contrario con la termocoppia
Se i poli positivi e negativi del filo di compensazione della termocoppia sono collegati al contrario ai poli positivi e negativi della termocoppia e i poli positivi e negativi della termocoppia sono collegati correttamente ai poli positivi e negativi dello strumento, prendendo la termocoppia di tipo K come esempio. Questo errore è abbastanza comune nelle applicazioni perché dopo la connessione, la tendenza alla variazione della temperatura dell'oggetto controllato è coerente con lo strumento di visualizzazione. Inoltre, molti prodotti per il filo di compensazione della termocoppia hanno attualmente un'etichettatura non standard, rendendo difficile distinguere; Alcuni produttori etichettano persino i colori in modo errato. Di seguito è riportata un'analisi degli errori causati da questa situazione.
Se collegato correttamente, il potenziale termoelettrico totale ricevuto dallo strumento è
Ez=ek (ti, t3)+ekx (t3, t2)=ek (t1, t3)+ek (t3, t2)=ek (t1, t2) (6)
A causa di un errore di connessione, secondo la legge dei conduttori intermedi, il potenziale termoelettrico totale ricevuto dallo strumento è
Ez=ek (t1, t3)+ekx (t3, t2) (7)
Per i fili di compensazione estesa KX, ci sono
E'kx (t3, t2) =- ekx (t3, t2) =-- ek (t3, t2) (8)
Calcola l'errore generato dal valore di misurazione dello strumento
Ez'-ez=ek (t1, t3) -ek (t3, t2) -ek (t1, t3) -ek (t3, t2) =-2 ek (t3, t2) (9)
La temperatura vicino al forno industriale generale è almeno 8 gradi superiore alla temperatura nella sala di controllo. Quindi l'errore risultante è esattamente il doppio del valore di compensazione del filo di compensazione. Per le termocoppie di tipo K, il valore del potenziale differenziale è generalmente di circa 40 C/(μ V) e la temperatura misurata è di circa 16 gradi inferiore alla temperatura effettiva. Se la temperatura di controllo è impostata a 600 gradi, la temperatura effettiva dovrebbe essere di circa 616 gradi.
Dall'analisi di cui sopra, si può vedere che quando i poli positivi e negativi del filo di compensazione della termocoppia vengono invertiti, ma non solo non riesce a compensare, ma raddoppia anche l'errore rispetto a non collegare il filo di compensazione. Pertanto, la polarità del filo di compensazione deve essere presa in considerazione quando lo collega.
2. Il modello di filo di compensazione utilizzato non è corretto
Se lo stesso tipo di filo compensante è abbinato allo stesso tipo di termocoppia, si verificheranno comunque errori se il tipo selezionato di filo compensante non è corretto. Supponendo che venga utilizzato una termocoppia di tipo S, viene selezionato il filo di compensazione KX della termocoppia di tipo K.
Secondo la legge del conduttore intermedio, il potenziale termoelettrico totale ricevuto dallo strumento è
E'z (t1, t2)=es (t1, t3)+ekx (t3, t2) (10)
Se il filo compensante di tipo S viene utilizzato correttamente senza considerare l'errore di sé del filo compensante, il potenziale totale misurato dallo strumento è EZ (T1, T2)=ES (T1, T3)+Es (T3, T2) (11)
A causa della selezione del filo di compensazione errata, il valore di misurazione dello strumento ha prodotto errori come mostrato nelle equazioni (10) - (11)
Ez'-ez=ekx (t3, t2) -es (t3, t2) (12)
Se la temperatura di funzionamento della termocoppia di tipo S è di 900 gradi e la temperatura ambiente nella sala di controllo è di 25 gradi, ancora secondo T 3-- T 2==8 gradi, controlla separatamente le tabelle di calibrazione S-Pair e K-Pair e ottenere la differenza potenziale come la differenza potenziale
Ekx (t3, t2) -es (t3, t2) =0. 278mv
La temperatura misurata dallo strumento è superiore alla temperatura effettiva. Se lo strumento è controllato a 900 gradi, il valore effettivo è solo di 875,1 gradi, con un errore di 24,9 gradi.
Se la polarità viene nuovamente invertita nella situazione di cui sopra, il valore di misurazione dello strumento sarà più elevato. Quando lo strumento mostra 900 gradi, la temperatura effettiva è di 933,2 gradi, con un errore di 33,2 gradi.
3. Mescolando i fili di compensazione con fili ordinari
In applicazioni pratiche, si scopre spesso che i cavi ordinari vengono utilizzati per collegare i fili di compensazione a causa della loro lunghezza insufficiente o una sezione di filo ordinario è collegata dopo la rottura del filo di compensazione.
4, Precauzioni per l'utilizzo di cavi compensazione
1. Selezione di fili di compensazione
Il filo di compensazione deve essere selezionato correttamente in base al tipo di termocoppia utilizzata e all'occasione in cui viene utilizzato.
2. Contatto Connessione
Cerca di mantenere la temperatura dei due punti di contatto il più vicino possibile al terminale della termocoppia. La temperatura nel punto di connessione con il terminale dello strumento dovrebbe essere il più vicino possibile. Nelle aree in cui è presente una ventola nell'armadio dello strumento, i punti di contatto devono essere protetti per impedire alla ventola di soffiare direttamente ai punti di contatto.
3. Usa la lunghezza
Poiché il segnale della termocoppia è molto basso, a livello di microvolt, se utilizzato a lunga distanza, l'attenuazione del segnale e la forte interferenza elettrica nell'ambiente possono causare distorsioni del segnale della termocoppia, con conseguente misurazione e controllo della temperatura imprecisa. Nei casi gravi, durante il controllo possono verificarsi fluttuazioni di temperatura. Sulla base dell'esperienza, di solito è meglio controllare la lunghezza del filo di compensazione della termocoppia entro 15 metri. Se supera i 15 metri, si consiglia di utilizzare un trasmettitore di temperatura per trasmettere il segnale. Il trasmettitore di temperatura converte il valore potenziale corrispondente alla temperatura in corrente continua per la trasmissione e ha una forte capacità anti-interferenza.