B-第二章 温度测量 下载本文

35.72mv,问被测炉温为多少?

解:查K型热电偶分度表:EK(40,0)?1.611mv,测得EK(t,40)?35.72mv,

EK(t,0)?EK(t,40)?EK(40,0)?35.72?1.611?37.33mv

据此反查分度表39.33mv,对应的温度为900.1度。所以被测炉温为900.1度 4、热电偶的补偿导线

(1)补偿导线:在一定温度范围内,与热电偶的热电特性相同的一带有绝缘层的廉价金属导线成为补偿导线 (2)使用补偿导线的意义

A,为了使热电势和被测温度对应,热电偶的冷端必须恒定。但在实际应用中,热电偶的长度一般为几十厘米,小于2米,冷端被测对象很近,易受热源的影响,难以恒定。

B,通常热电偶的信号要传到数十米远,二次仪表处,需要将热电偶热电极延长,但是:工业上的热电偶结构都比较固定,不许可随便拉长电极;尤其对与贵重金属热电偶,电极比较昂贵,不宜拉长;既使是廉价金属热电偶,电极比较粗,也不易拉长。因此,采用补偿导线,将电极延长。这样:

A,对于廉价金属热电偶,可直接用热电偶材料延伸,称为延伸型和补偿导线。 B,对于贵重金属热电偶,用补偿导线延伸热电偶,称为补偿型和补偿导线。 (3)补偿导线的补偿原理

在一定温度范围内,一般是环境温度范围内(-20度--60度),补偿导线的热电特性和热电偶的热电特性相同。相当于将热电偶的电极延长了,将冷端温度从不稳定的T0'移到了T0处,T0也是显示的二次仪表处,热电偶测得的热电势的热电极电势为EAB(T,T0),原来的冷端T0,不再影响读数。

若T0=0,则直接查温度分度表,若T0不为0,则再进行修正。

(4)补偿导线的作用

A,将热电偶冷端延伸到远离热源或环境温度较恒定的地方,减小测量误差。 B,降低成本。

C,提高线路的柔性,便于安装。 (5)补偿导线的结构

随着热电偶的标准化,补偿导线也形成了标准化系列:

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A,配合热电偶的分度号,补偿导线有自己的型号。

B,补偿导线的材料有明确的规范,包括材料是什么?复合材料是什么? C,不同型号的补差导线,正极和负极用不同的颜色。 D,补偿导线的分类:

对于廉价的热电偶,如E型,镍铬/康铜等,可用相同材料的补偿导线补偿型号X,含义是延伸型的补偿导线

对于贵金属热电偶,采用小温度范围热电特性近似的廉价导线作为补偿型导线,补偿型号C,含意是补偿型和补偿导线。 例: 热电偶分度号 S K K E 补偿导线型号 SC KC KX EX 热电偶材料 铂铑/铂 镍铬/镍硅 镍铬/镍硅 镍铬/康铜 铜 铜 镍铬 镍铬 铜镍 铜镍 镍硅 康铜 红 红 红 红 绿 蓝 黑 棕 正极 负极 正极颜色 负极颜色 (6)补偿导线使用注意事项

A,补偿导线只能与相应型号的热电偶配套使用。 B,补偿导线与热电偶连接处两个接点温度应相同。 C,在规定的温度范围内使用,起始温度要补偿。

D,补偿导线有正负极之分,必须与热电偶的相应的正极和负极相同。 5,热电偶的冷端温度处理

热电偶冷端温度T0不等于0C时,需要对仪表的示值加以修正,因为热电偶的温度与热电势的关系以及分度表都是在冷端为0C时得到的,需加以修正:

OOEAB(T,0)?EAB(T,T0)?EAB(T0,0)

无论如何,冷端需要已知而且恒定。 (1)冷端恒定法 A,冰点槽法

把冷端放在试管中,试管中有绝缘油,然后放入盛满冰水的混合物的冰点槽中为防止短路,两根电极要分别插入各自的试管中。适用于实验室和精密测量中,工业中应用不方便。

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B,恒温冰箱法

把冷端补偿导线引到电加热的恒温箱内,维持冷端温度的某一恒定的温度。通常一个恒定室可提供许多支热电偶同时使用,适用于工业应用, (2)补偿电桥法 A,基本原理

利用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶冷端温度变化引起的热电势变化,主要采用模拟电路方法处理冷端温度波动引起的误差。 *对于正常的热点偶测量

冷端温度已知且恒定,设为T0,则:

mv=○E(T,T0)

那么:E(T,T0)?E(T0,0)?E(T,0)?查表求出T。

*如果冷端变化了,即冷端受到干扰波动了,T0?T0??T。T0未知,则:

''E(T,T0)?E(T0,0)?E(T,0)

测量的'此时查表测温有误差了,要想等式相等,现在等式变成:

E(T,T0)?E(T0',T0)?E(T0,0)?E(T,0)

测量的缺的查表的'因此,补偿的含义是:在热电偶回路中,将E(T0,T0)补偿上,使回路:

'mv=○E(T,T0)?E(T0,T0)?E(T,T0)

''这样:

mv+○E(T0,0)?E(T,0)

即可以准确的测量温度了。

怎样补偿:补偿电桥法。即在回路中串联电桥进行补偿。

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电桥中R1,R2,R3为温度系数小的锰铜电阻,Rt为金属热电阻,使Rt与热电偶冷端处于同温度。

当冷端温度为T0时,设计成R1?R2?R3?Rt,电桥调平衡,此时电桥输出Uab?0v,整个热电偶电路测量值mv=○E(T,T0)。

当冷端温度变化时,即冷端温度扰动时:T0'?T0??T

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