Richtige Verwendung von Thermoelementkompensationsdrähten bei der Temperaturmessung

Thermoelementkompensationsdrähte wurden bei der Messung der Thermoelementtemperatur häufig verwendet. Wenn Sie das Prinzip, die Funktion, die Wirkungsmethode und die Vorsichtsmaßnahmen von Thermoelementkompensationsdrähten verstehen, können Sie die Funktion der Thermoelementkompensationsdrähte voll ausnutzen, sonst wird es nach hinten losgehen. In der industriellen Produktion, obwohl Thermoelemente häufig als Temperatursensoren für die Temperaturmessung und -kontrolle verwendet wurden und die Menschen mit ihnen vertraut sind, kann sie, wenn die korrekte Verwendungsmethode nicht beachtet wird, eine signifikante Abweichung der Temperaturmessung und -kontrolle verursachen und in schweren Fällen direkt wirtschaftliche Verluste verursachen. Daher sollte es ernst genommen werden.
1, Einführung in das Temperaturmessungsprinzip von Thermoelementen
Eine Schaltung, die aus zwei verschiedenen homogenen Materialien A und B besteht, wird als Thermoelement bezeichnet. A. Die an beiden Enden von Material B verbundenen Kontaktpunkte werden durch J1 bzw. J2 dargestellt. Wenn die Temperatur T1 und T2 der Kontaktpunkte von J1 und J2 unterschiedlich sind, wird in der Schaltung ein elektrisches Potential erzeugt, das normalerweise als thermoelektrisches Potential bezeichnet wird. Wenn A das Material des B - Timings, hängt die Größe des thermoelektrischen Potentials von der Temperaturdifferenz zwischen T1 und T2 ab, die durch die Formel als ausgedrückt wird
EAB (T1, T2)=EAB (T1)+EBA (T2)=EAB (T1) -EAB (t2) (1)
In der Formel: EAB (T1, T2) ist das Thermoelement von B eine thermoelektrische Potentialdifferenz zwischen den Verbindungstemperaturen T1 und T2.
EAB (T1) - A das Potenzial an Punkt B, wenn die Temperatur T1 ist.
EAB (T2), EBA (T1) - A Das Potential an Punkt -B -Temperatur T2 ist gleich groß und entgegengesetzt.
Um Thermoelementmaterialien zu vereinheitlichen und sie zu standardisieren, haben relevante nationale Standards die Zusammensetzung von Thermoelenmaterial A die Komponenten der B-Reinheit und die Kombination von Material B mit einem einzelnen Buchstaben genannt, wie z. Hier als T 0 und verschiedene Arten von Thermoelementkalibrierungstabellen werden für eine einfache Referenz und Berechnung hergestellt.
Im Vergleich zur Form in Abbildung 1 wird die Formel (1) in transformiert in
EAB (ti, t2)=eAB (t1, t 0)-eAb (t2, t 0) (2)
Die Formel (2) ist die praktische Formel, die wir derzeit verwenden, solange wir T1 T2, EAB (Ti, T 0) und EAB (t2, t 0) aus der Abschlusstabelle gefunden werden können.
Zwei Thermoelementkompensationsdrähte
Lassen Sie uns zunächst das Gesetz über das Verbindungsleiter und das Intermediate -Temperaturgesetz von Thermoelementen analysieren.
In praktischen Anwendungen gibt es immer einen Abstand zwischen Messung und Kontrolle von Instrumenten und Thermoelementen. Die Materialien C und D in der Mitte sind auch zwei homogene Materialien. Nach dem Gesetz des Zwischenleiters in Thermoelementen kann der Ausdruck für das gemessene Gesamtpotential EZ wie folgt abgeleitet werden:
Ez=eAb (t1, t3)+ecd (t3, t2) (3)
Gleichung (3) ist das Gesetz des Thermoelementverbindungsleiters. Wenn sich die Verbindung nicht in einem Abschnitt befindet, ist der gesamte potenzielle EZ auch die Summe jedes Abschnitts. In der Messung hoffen wir, dass das Gesamtpotential am Messende das Thermoelement EAB (T1, T2) ist, was für die Kontrolle der Instrumentenmessung zweckmäßig ist, um zu verhindern, dass zusätzliches Potenzial durch Zwischenverbindungen generiert wird. Der Ausdruck ist:
EAB (T1, T2)=ez=eAb (t1, t3)+eAb (t3, t2) (4)
In Gleichung (4) wird T3 als Zwischentemperatur bezeichnet, weshalb es auch als Gesetz der Zwischentemperatur bezeichnet wird. Dies erfordert, dass wir eine bestimmte materielle CD finden. Seine Eigenschaften sind:
ECD (T3, T2)=EAB (T3, T2) (5)
Das Material, das Gleichung (5) erfüllt, wird als Kompensationsdraht des Thermoelements bezeichnet. Da es viele Arten von Thermoelementen gibt, gibt es auch viele Arten von Thermoelementkompensationsdrähten.
3, häufige Fehler bei der Verwendung von Kompensationsdrähten und den daraus resultierenden Fehlern
1. Schließen Sie die positiven und negativen Klemmen des Thermoelementkompensationsdrahtes in umgekehrter Thermoelement an
Wenn die positiven und negativen Pole des Thermoelementkompensationsdrahtes umgekehrt mit den positiven und negativen Polen des Thermoelements verbunden sind und die positiven und negativen Pole des Thermoelements korrekt mit den positiven und negativen Polen des Instruments verbunden sind, nehmen Sie das k-Typ-Thermoelen als Beispiel ein. Dieser Fehler ist in Anwendungen weit verbreitet, da nach dem Verbindung der Temperaturänderungstrend des kontrollierten Objekts mit dem Anzeigeinstrument übereinstimmt. Darüber hinaus haben viele Produkte für Thermoelementkompensationsdrahtprodukte derzeit eine nicht standardmäßige Kennzeichnung, was es schwierig macht, es zu unterscheiden. Einige Hersteller kennzeichnen sogar fälschlicherweise Farben. Nachfolgend finden Sie eine Analyse der durch diese Situation verursachten Fehler.
Wenn es richtig angeschlossen ist, ist das vom Instrument empfangene thermoelektrische Potential
Ez=ek (ti, t3)+ekx (t3, t2)=ek (t1, t3)+ek (t3, t2) {= ek (t1, t2) (6)
Aufgrund eines Verbindungsfehler
Ez=ek (t1, t3)+ekx (t3, t2) (7)
Für KX Extended Compensation Drähte gibt es
E'kx (t3, t2) =- ekx (t3, t2) =-- ek (t3, t2) (8)
Berechnen Sie den durch den Instrumentenmesswert erzeugten Fehler
Ez'-ez=ek (t1, t3) -ek (t3, t2) -ek (t1, t3) -ek (t3, t2) =-2 ek (t3, t2) (9)
Die Temperatur in der Nähe des allgemeinen Industrieofens ist mindestens 8 Grad höher als die Temperatur im Kontrollraum. Der resultierende Fehler liegt also genau dem doppelten Kompensationswert des Kompensationsdrahtes. Für K-Typ-Thermoelemente liegt der Differenzpotentialwert im Allgemeinen bei 40 ° C/(μ V) und die gemessene Temperatur etwa 16 Grad niedriger als die tatsächliche Temperatur. Wenn die Kontrolltemperatur auf 600 Grad eingestellt ist, sollte die tatsächliche Temperatur etwa 616 Grad betragen.
Aus der obigen Analyse ist ersichtlich, dass, wenn die positiven und negativen Pole des Thermoelementkompensationsdrahtes umgekehrt sind, nicht nur nicht kompensiert, sondern auch den Fehler verdoppelt, im Vergleich dazu, den Kompensationsdraht nicht zu verbinden. Daher muss die Polarität des Kompensationsdrahtes bei der Verbindung berücksichtigt werden.
2. Das verwendete Kompensationsdrahtmodell ist falsch
Wenn derselbe Art von Kompensationsdraht mit demselben Thermoelementtyp gepaart wird, treten immer noch Fehler auf, wenn der ausgewählte Typ des Kompensationsdrahtes falsch ist. Unter der Annahme, dass ein Thermoelement vom S-Typ verwendet wird, wird das Kompensationsdraht kx des K-Typs-Thermoelements ausgewählt.
Nach dem Gesetz des Zwischenleiters ist das gesamte thermoelektrische Potenzial, das das Instrument erhalten hat
E'z (t1, t2)=es (t1, t3)+ekx (t3, t2) (10)
Wenn der Kompensationsdraht-SC vom S-Typ ohne Berücksichtigung des Selbstfehlers des Kompensationsdrahtes korrekt verwendet wird, ist das vom Instrument gemessene Gesamtpotential EZ (T1, T2)=Es (t1, t3)+es (t3, t2) (11)
Aufgrund der Auswahl des falschen Kompensationsdrahtes führte der Messwert des Instruments zu Fehlern, wie in Gleichungen (10) - (11) gezeigt.
Ez'-ez=ekx (t3, t2) -es (t3, t2) (12)
Wenn die Arbeitstemperatur des Thermoelements vom S-Typ 900 Grad beträgt und die Umgebungstemperatur im Kontrollraum 25 Grad beträgt. Überprüfen
Ekx (t3, t2) -Es (t3, t2) =0. 278mv
Die vom Instrument gemessene Temperatur ist höher als die tatsächliche Temperatur. Wenn das Instrument bei 900 Grad gesteuert wird, beträgt der tatsächliche Wert nur 875,1 Grad mit einem Fehler von 24,9 Grad.
Wenn die Polarität in der obigen Situation erneut umgekehrt ist, ist der Instrumentenmesswert höher. Wenn das Instrument 900 Grad anzeigt, beträgt die tatsächliche Temperatur 933,2 Grad mit einem Fehler von 33,2 Grad.
3.. Mischungskompensationsdrähte mit normalen Drähten
In praktischen Anwendungen wird häufig festgestellt, dass gewöhnliche Drähte verwendet werden, um Kompensationsdrähte aufgrund ihrer unzureichenden Länge zu verbinden, und ein Abschnitt gewöhnlicher Draht nach dem Unterbrechen des Ausgleichsdrahtes wird angeschlossen.
4, Vorsichtsmaßnahmen für den Einsatz von Kreiskomponenten
1. Auswahl der Kompensationsdrähte
Der Kompensationsdraht muss ordnungsgemäß gemäß der Art des verwendeten Thermoelements und der Verwendung, bei der er verwendet wird, korrekt ausgewählt werden.
2. Kontaktverbindung
Versuchen Sie, die Temperatur der beiden Kontaktpunkte so nah wie möglich am Thermoelementanschluss zu halten. Die Temperatur am Anschlusspunkt mit dem Instrumentenanschluss sollte so nah wie möglich sein. In Bereichen, in denen sich ein Lüfter im Instrumentenschrank befindet, sollten die Kontaktpunkte geschützt werden, um zu verhindern, dass der Lüfter direkt zu den Kontaktpunkten bläst.
3. Verwenden Sie die Länge
Da das Signal des Thermoelements sehr niedrig ist, kann bei der Verwendung über einen Fernentfernungsniveau die Signalschwächung und eine starke elektrische Interferenz in der Umgebung zu einer Verzerrung des Thermoelementsignals führen, was zu einer ungenauen Messung und Kontrolle der Temperatur führt. In schweren Fällen können während der Kontrolle Temperaturschwankungen auftreten. Basierend auf der Erfahrung ist es normalerweise besser, die Länge des Thermoelementkompensationsdrahtes innerhalb von 15 Metern zu steuern. Wenn es 15 Meter überschreitet, wird empfohlen, einen Temperatursender zu verwenden, um das Signal zu übertragen. Der Temperatursender wandelt den potenziellen Wert um, der der Temperatur für die Übertragung entspricht, und weist eine starke Anti-Interferenz-Fähigkeit auf.