對于已選定的熱電偶,當(dāng)參考端溫度恒定時,則總的熱電動勢成測量端溫度的單值函數(shù)。即一定的熱電勢對應(yīng)著一定的溫度,而熱電偶的分度表中,參考端溫度均為0度。但在應(yīng)用現(xiàn)場,參考端溫度時刻變化,不可能恒定0度,這就會產(chǎn)生測量誤差,這就是熱電偶要進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)脑?。在實際應(yīng)用中常把熱電偶的參考端稱為冷端。
熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ?
1.冰浴法
常用在實驗室,即把參比端溫度恒定在0度,但做起來成本高、難度大。
2.冷端溫度校正法
常用在要求不高的現(xiàn)場,即當(dāng)冷端溫度無法恒定為0度,就需要對儀表的指示值進(jìn)行修正。做起來容易但誤差較大。
3.補(bǔ)償電橋法
較少單獨使用,是利用不平衡電橋產(chǎn)生的電勢來補(bǔ)償熱電偶冷端溫度變化所引起的熱電勢變化值。補(bǔ)償電橋有單獨產(chǎn)品,也有做在儀表內(nèi)的。
4.補(bǔ)償導(dǎo)線法
這是經(jīng)常使用的方法,即把熱電偶延長,把冷端引至溫度較穩(wěn)定的地方(通常為控制室),然后由人工來調(diào)正冷端溫度,即把儀表零點調(diào)至室溫,或由儀表內(nèi)電路進(jìn)行自動補(bǔ)償。
在控制室檢測熱電偶時,必須考慮到環(huán)境溫度的影響,即冷端溫度,具體計算方法如下:實際溫度毫伏值=控制室端熱電偶毫伏值+控制室環(huán)境溫度毫伏值,然后查熱電偶分度表,得出實際溫度值。其中控制室環(huán)境溫度可以通過把補(bǔ)償導(dǎo)線(或短接塊)短接來測得。
冷端溫度校正法:因各種熱電偶的分度關(guān)系是在冷端溫度為0℃時得到的,如果測溫?zé)犭娕嫉臒岫藶閠℃,冷端溫度為t0℃(t0>0℃),就不能用測得的E(t,t0)去查分度表得t,必須根據(jù)下式進(jìn)行修正:
E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)
式中:E(t,0) —冷端為0℃而熱端為t℃時的熱電勢;
E(t,t0) —冷端為t0℃而熱端為t℃時的熱電勢;
E(t0,0) —冷端為t0℃時應(yīng)加的校正值。
熱電偶主要有斷線、接觸不良等故障,具體判別辦法是測量熱電偶的電阻,正常時是導(dǎo)通的,電阻值只有幾歐姆,另外可以測量熱電偶的毫伏值,與正常值進(jìn)行比較,可以判斷是否接觸不良。
補(bǔ)償導(dǎo)線的作用是將熱電偶冷端(參比端)延伸到溫度恒定的地方與顯示儀表相連接的一種導(dǎo)線,不是進(jìn)行冷端補(bǔ)償。不同分度號的熱電偶必須采用不同的補(bǔ)償導(dǎo)線,而且極性不能接錯。
常用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線
熱電偶分度號 | 100℃時毫伏值 | 熱電偶材質(zhì) | 補(bǔ)償導(dǎo)線材質(zhì)(顏色)(型號) |
K型(WRKK) | 4.095 mv | 鎳锘—鎳硅 | 銅—康銅(紅—藍(lán))(SC) |
S型(WRSK) | 0.645 mv | 鉑銠10—鉑 | 銅—銅鎳(紅—綠)(KC) |
對于貴金屬熱電偶把熱電偶延長也是不可能的,因為價格太高行不通,就用熱電特性相近的廉金屬來做延長導(dǎo)線,中間溫度定則是應(yīng)用補(bǔ)償導(dǎo)線的理論基礎(chǔ)。補(bǔ)償導(dǎo)線并不能自動補(bǔ)償熱電偶冷端溫度的變化,僅只是將熱電偶冷端引至溫度較穩(wěn)定的地方而已,補(bǔ)償還要由人工和儀表來進(jìn)行。因此補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)該叫做熱電偶延長線,這樣才不會給人造成錯誤的理解。