Termoelementtien kompensointijohtojen oikea käyttö lämpötilan mittauksessa

Termoelementtien kompensointijohtoja on käytetty laajasti termoelementtilämpötilan mittauksessa. Jos ymmärrät termoelementin kompensointijohtojen periaatteen, toiminnan, toimintatavan ja varotoimenpiteet, voit käyttää täysin termoelementtien kompensointijohtojen toimintaa, muuten se palaa. Teollisuustuotannossa, vaikka termoelementtejä on käytetty laajasti lämpötilantureina lämpötilan mittaamiseen ja hallintaan, ja ihmiset tuntevat ne, jos oikeaan käyttömenetelmään ei kiinnitetä huomiota, se voi aiheuttaa huomattavan poikkeaman lämpötilan mittaamisessa ja hallinnassa, ja vakavissa tapauksissa aiheuttaa suoraan taloudellisia menetyksiä. Siksi sitä tulisi ottaa vakavasti.
1, Johdanto lämpötilan lämpötilan mittausperiaatteeseen
Kahdesta erilaisesta homogeenisesta materiaalista A ja B koostuvaa piiriä kutsutaan termoelementtiä. A. Materiaalin B molemmissa päissä olevat kosketuspisteet edustavat vastaavasti J1 ja J2. Jos J1: n ja J2: n kosketuspisteiden lämpötila T1 ja T2 ovat erilaisia, piirissä syntyy sähköpotentiaali, jota yleensä kutsutaan termoelektriseksi potentiaaliksi. Kun B -ajoituksen materiaali, termoelektrisen potentiaalin suuruus riippuu T1: n ja T2: n lämpötilaerosta
Eab (t1, t2)=eab (t1)+eBa (t2)=eab (t1) -eab (t2) (1)
Kaavassa: EAB (T1, T2) -materiaali on B: n termoelementtien termoelektrinen potentiaaliero risteyslämpötilojen T1 ja T2 välillä.
EAB (T1) - A potentiaali pisteessä B, kun lämpötila on T1.
EAB (T2), EBA (T1) - A potentiaali pisteessä B lämpötilassa T2 on suuruus ja vastakkainen merkissä.
Termoelementtien materiaalien yhdistämiseksi ja standardisoimiseksi merkityksellisillä kansallisilla standardeilla on määritelty termoelmiousmateriaalin koostumus A B-puhtauden komponentit ja edellyttäen, että A Materiaalin B yhdistelmämuoto on nimetty yhdellä kirjaimella, kuten K-tyyppi, S-Type jne. Käyttömaksujen mukavuuden, erityyppisten lämpötila-arvojen mukavuuden ja potentiaalisten suhteiden kanssa. T 0, ja erityyppiset termoelementtien kalibrointitaulut tehdään helpon viittauksen ja laskelman saavuttamiseksi.
Kuvion 1 muotoon verrattuna kaava (1) muuttuu
Eab (ti, t2)=eab (t1, t 0)-eab (t2, t 0) (2) (2)
Kaava (2) on käytännöllinen kaava, jota tällä hetkellä käytämme, niin kauan kuin tiedämme T1 T2, EAB (TI, T 0) ja EAB (T2, T 0), löytyy valmistumistaulusta.
Kaksi termoelementinkorvausjohtoa
Ensinnäkin analysoidaan termoelementtien liitäntäjohdinlaki ja keskilämpötilalaki.
Käytännöllisissä sovelluksissa mittaus- ja hallintalaitteiden ja termoelementtien välillä on aina etäisyys. Keskellä olevat materiaalit C ja D ovat myös kaksi homogeenista materiaalia. Termoelementtien välituotejohtimen lain mukaan mitatun kokonaispotentiaalin EZ: n ekspressio voidaan johtaa seuraavasti:
Ez=eab (T1, T3)+ECD (T3, T2) (3)
Yhtälö (3) on termoelementtiyhteysjohtimen laki. Jos yhteys ei ole yhdessä osassa, kokonaispotentiaali EZ on myös kunkin osan summa. Mittauksessa toivomme, että mittauspäässä kokonaispotentiaali on termoelementti EAB (T1, T2), joka on kätevä instrumentin mittauksen hallitsemiseksi, jotta välilaiteyhteyksillä on lisäpotentiaalia. Ilmaisu on:
Eab (t1, t2)=ez=eab (t1, t3)+eab (t3, t2) (4)
Yhtälössä (4) T3: ta viitataan välilämpötilaan, joten sitä kutsutaan myös välilämpötilan laki. Tämä vaatii meitä löytämään tietyn materiaalisen CD -levyn, hänen ominaisuutensa ovat:
ECD (T3, T2)=EAB (T3, T2) (5)
Yhtälöä (5) tyydyttävää materiaalia kutsutaan termoelementin kompensoivaksi johtimeksi. Koska termoelementtejä on monen tyyppisiä, on myös monentyyppisiä termoelementtien kompensointijohtoja.
3, Yleiset virheet kompensoivien johtojen ja tuloksena olevien virheiden käytössä
1. Kytke termoelementtien kompensointirangan positiiviset ja negatiiviset liittimet päinvastaisesti termoelementin kanssa
Jos termoelementin kompensointirangan positiiviset ja negatiiviset napat on kytketty päinvastaisesti termoelementin positiivisiin ja negatiivisiin napoihin ja termoelementin positiiviset ja negatiiviset napat on kytketty oikein instrumentin positiivisiin ja negatiivisiin napoihin ottaen esimerkin K-tyypin lämpömuoto. Tämä virhe on melko yleinen sovelluksissa, koska yhteyden jälkeen ohjattavan objektin lämpötilan muutossuuntaus on yhdenmukainen näyttölaitteen kanssa. Lisäksi monilla termoelementtien kompensointirankatuotteilla on tällä hetkellä epästandardeja merkintöjä, mikä vaikeuttaa erottamista; Jotkut valmistajat jopa leimaavat värejä väärin. Alla on analyysi tämän tilanteen aiheuttamista virheistä.
Jos instrumentti on kytketty oikein
Ez=ek (ti, t3)+ekx (t3, t2)=ek (t1, t3)+ek (t3, t2)=ek (t1, t2) (6) (6) (6) (6) (6) (6) (6) (6) (6) (6) (6) (6) (6) (6) (6)
Yhteysvirheen takia välilaitteiden lain mukaan instrumentin vastaanottama kokona
Ez=ek (t1, t3)+ekx (t3, t2) (7)
KX: n laajennetuille korvausjohdoille on olemassa
E'kx (t3, t2) =- ekx (t3, t2) =-- ek (t3, t2) (8)
Laske instrumentin mittausarvon tuottama virhe
Ez'-ez=ek (t1, t3) -ek (t3, t2) -ek (t1, t3) -ek (t3, t2) =-2 ek (t3, t2) (9)
Lämpötila yleisen teollisuusuunin lähellä on vähintään 8 astetta korkeampi kuin lämpötila valvontahuoneessa. Joten tuloksena oleva virhe on tarkalleen kaksinkertainen kompensoivan johtimen kompensointiarvo. K-tyypin lämpöparilla differentiaalipotentiaaliarvo on yleensä noin 40 c/(μ V) ja mitattu lämpötila on noin 16 astetta alhaisempi kuin todellista lämpötilaa. Jos ohjauslämpötila asetetaan 600 asteeseen, todellisen lämpötilan tulisi olla noin 616 astetta.
Yllä olevasta analyysistä voidaan nähdä, että kun termoelementtien kompensointirangan positiiviset ja negatiiviset napat käännetään, se ei vain kompensoida, vaan myös kaksinkertaistaa virheen verrattuna kompensointijohdon kytkemiseen. Siksi kompensointijohdon napaisuus on otettava huomioon kytkemällä sitä.
2. Käytetty kompensointirangamalli on väärä
Jos samantyyppinen kompensoiva lanka on pariksi samantyyppisen termoelementin kanssa, virheitä tapahtuu edelleen, jos valittu kompensoivan johdin tyyppi on väärä. Olettaen, että käytetään S-tyyppistä termoelementtiä, K-tyyppisen termoelementin kompensointirangan KX valitaan.
Väliaikaisen johtimen lain mukaan instrumentin vastaanottama kokonaislämpöelektrinen potentiaali on
E'z (t1, t2)=es (t1, t3)+ekx (t3, t2) (10)
Jos S-tyyppistä kompensoivaa lanka SC: tä käytetään oikein ottamatta huomioon kompensoivan johdon omavirhettä, instrumentin mitattu kokonaispotentiaali on EZ (T1, T2)=es (T1, T3)+ES (T3, T2) (11)
Väärän kompensointirangan valitsemisen vuoksi instrumentin mittausarvo johti virheisiin, kuten yhtälöissä (10) - (11)
Ez'-ez=ekx (t3, t2) -es (t3, t2) (12)
Jos S-tyyppisen termoelementin työlämpötila on 900 astetta ja ympäristön lämpötila valvontahuoneessa on 25 astetta, edelleen t 3-- t 2==8 asteen mukaan, tarkista S-parin ja K-parin kalibrointitaulukot erikseen ja hanki potentiaalierot sellaisena kuin se on
Ekx (t3, t2) -es (t3, t2) =0. 278mV
Instrumentin mitattu lämpötila on korkeampi kuin todellinen lämpötila. Jos instrumenttia ohjataan 900 asteessa, todellinen arvo on vain 875,1 astetta, virhe 24,9 astetta.
Jos napaisuus käännetään uudelleen yllä olevassa tilanteessa, instrumentin mittausarvo on korkeampi. Kun instrumentti näyttää 900 astetta, todellinen lämpötila on 933,2 astetta, virhe 33,2 astetta.
3. Kompensaatiojohtojen sekoittaminen tavallisiin johdoihin
Käytännöllisissä sovelluksissa usein havaitaan, että tavallisia johtoja käytetään kompensoivien johtojen kytkemiseen niiden riittämättömän pituuden vuoksi tai osa tavallista johtoa on kytketty kompensoivan johtimen rikkoutumisen jälkeen.
4, varotoimet kompensoivien johtojen käyttämiseen
1. Kompensaatiojohtojen valinta
Kompensaatiolanka on valittava oikein käytetyn termoelementin tyypin ja tilanteen, jossa sitä käytetään.
2. Yhteysyhteys
Yritä pitää kahden kontaktipisteen lämpötila mahdollisimman lähellä termoelementtiliittimessä. Lämpötilan liitäntäpisteessä instrumenttiliittimellä tulisi olla mahdollisimman lähellä. Alueilla, joilla instrumenttikaapissa on tuuletin, kosketuspisteet on suojattava, jotta tuuletin ei puhaltaa suoraan kosketuspisteisiin.
3. Käytä pituutta
Koska termoelementin signaali on erittäin alhainen, mikrovoltin tasolla, jos sitä käytetään pitkän matkan aikana, signaalin vaimennus ja voimakkaat sähköiset häiriöt ympäristössä voivat aiheuttaa termoelementtisignaalin vääristymiä, mikä johtaa epätarkkojen lämpötilan mittaamiseen ja hallintaan. Vakavissa tapauksissa lämpötilan vaihtelut voivat tapahtua kontrollin aikana. Kokemuksen perusteella on yleensä parempi hallita termoelementin kompensointirangan pituutta 15 metrin sisällä. Jos se ylittää 15 metriä, on suositeltavaa käyttää lämpötila -lähetinta signaalin lähettämiseen. Lämpötilalähetin muuntaa lämpötilaa vastaavan potentiaalisen arvon siirron suoravirtaksi, ja sillä on vahva interferenssinvastainen kyky.