Σωστή χρήση καλωδίων αντιστάθμισης θερμοστοιχείων στη μέτρηση της θερμοκρασίας

Τα καλώδια αντιστάθμισης θερμοστοιχείων έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στη μέτρηση θερμοκρασίας θερμοστοιχείων. Εάν κατανοήσετε την αρχή, τη λειτουργία, τη μέθοδο δράσης και τις προφυλάξεις των καλωδίων αντιστάθμισης θερμοστοιχείων, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πλήρως τη λειτουργία των καλωδίων αντιστάθμισης θερμοστοιχείων, διαφορετικά θα αντιστραφεί. Στη βιομηχανική παραγωγή, αν και τα θερμοστοιχεία έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως ως αισθητήρες θερμοκρασίας για τη μέτρηση και τον έλεγχο της θερμοκρασίας και οι άνθρωποι είναι εξοικειωμένοι με αυτούς, εάν η σωστή μέθοδος χρήσης δεν δοθεί προσοχή, μπορεί να προκαλέσει σημαντική απόκλιση της μέτρησης και του ελέγχου της θερμοκρασίας και σε σοβαρές περιπτώσεις, προκαλεί άμεσα οικονομικές απώλειες. Ως εκ τούτου, πρέπει να ληφθεί σοβαρά υπόψη.
1, Εισαγωγή στην αρχή μέτρησης θερμοκρασίας των θερμοστοιχείων
Ένα κύκλωμα που αποτελείται από δύο διαφορετικά ομοιογενή υλικά Α και Β ονομάζεται θερμοστοιχείο. Α. Τα σημεία επαφής που συνδέονται και στα δύο άκρα του υλικού Β αντιπροσωπεύονται από J1 και J2 αντίστοιχα. Εάν η θερμοκρασία T1 και T2 των σημείων επαφής των J1 και J2 είναι διαφορετική, θα δημιουργηθεί ένα ηλεκτρικό δυναμικό στο κύκλωμα, το οποίο συνήθως αναφέρεται ως θερμοηλεκτρικό δυναμικό. Όταν το υλικό του χρόνου Β, το μέγεθος του θερμοηλεκτρικού δυναμικού εξαρτάται από τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ Τ1 και Τ2, που εκφράζεται από τον τύπο ως
EAB (T1, T2)=EAB (T1)+EBA (T2)=EAB (T1) -EAB (T2) (1)
Στον τύπο: Το υλικό EAB (T1, T2) είναι το θερμοστοιχείο του Β έχει διαφορά θερμοηλεκτρικού δυναμικού μεταξύ των θερμοκρασιών διασταύρωσης Τ1 και Τ2.
EAB (T1) - Α το δυναμικό στο σημείο Β όταν η θερμοκρασία είναι T1.
EAB (T2), EBA (T1) - A Το δυναμικό στη θερμοκρασία του σημείου Β είναι ίση σε μέγεθος και απέναντι από το σημάδι.
Προκειμένου να ενοποιηθούν τα υλικά των θερμοστοιχείων και να τα τυποποιηθούν, τα σχετικά εθνικά πρότυπα έχουν ορίσει τη σύνθεση του υλικού του θερμοστοιχείου A, τα συστατικά της καθαρότητας B και η παροχή μιας συνδυαστικής μορφής του υλικού Β ονομάζεται με ένα μόνο γράμμα, όπως ο τύπος, ο τύπος S, κλπ. T 0, και διάφοροι τύποι πινάκων βαθμονόμησης θερμοστοιχείων γίνονται για εύκολη αναφορά και υπολογισμό.
Σε σύγκριση με τη μορφή στο σχήμα 1, ο τύπος (1) μετατρέπεται σε
EAB (TI, T2)=EAB (T1, T 0)-EAB (T2, T 0) (2)
Η φόρμουλα (2) είναι η πρακτική φόρμουλα που χρησιμοποιούμε επί του παρόντος, εφόσον γνωρίζουμε ότι μπορούν να βρεθούν από τον πίνακα αποφοίτησης T1 T2, EAB (TI, T 0) και EAB (T2, T {0).
Δύο καλώδια αντιστάθμισης θερμοστοιχείων
Πρώτον, ας αναλύσουμε τον νόμο περί αγωγών σύνδεσης και τον ενδιάμεσο νόμο περί θερμοκρασίας των θερμοστοιχείων.
Σε πρακτικές εφαρμογές, υπάρχει πάντα μια απόσταση μεταξύ των οργάνων μέτρησης και ελέγχου και των θερμοστοιχείων. Τα υλικά C και D στη μέση είναι επίσης δύο ομοιογενή υλικά. Σύμφωνα με το νόμο του ενδιάμεσου αγωγού σε θερμοστοιχεία, η έκφραση για το μετρούμενο συνολικό δυναμικό EZ μπορεί να προκύψει ως εξής:
EZ=EAB (T1, T3)+ECD (T3, T2) (3)
Η εξίσωση (3) είναι ο νόμος του αγωγού σύνδεσης θερμοστοιχείων. Εάν η σύνδεση δεν βρίσκεται σε ένα τμήμα, το συνολικό δυνητικό EZ είναι επίσης το άθροισμα κάθε τμήματος. Στη μέτρηση, ελπίζουμε ότι το συνολικό δυναμικό στο άκρο μέτρησης είναι το θερμοστοιχείο EAB (T1, T2), το οποίο είναι βολικό για τον έλεγχο της μέτρησης του οργάνου για να αποφευχθεί η παραγωγή πρόσθετων δυνατοτήτων από ενδιάμεσες συνδέσεις. Η έκφραση είναι:
EAB (T1, T2)=ez=eab (T1, T3)+EAB (T3, T2) (4)
Στην εξίσωση (4), το Τ3 αναφέρεται ως ενδιάμεση θερμοκρασία, επομένως είναι επίσης γνωστός ως νόμος της ενδιάμεσης θερμοκρασίας. Αυτό απαιτεί από εμάς να βρούμε ένα συγκεκριμένο υλικό CD, τα χαρακτηριστικά του είναι:
ECD (T3, T2)=EAB (T3, T2) (5)
Το υλικό που ικανοποιεί την εξίσωση (5) ονομάζεται αντισταθμιστικό σύρμα του θερμοστοιχείου. Επειδή υπάρχουν πολλοί τύποι θερμοστοιχείων, υπάρχουν επίσης πολλοί τύποι καλωδίων αντιστάθμισης θερμοστοιχείων.
3, κοινά σφάλματα στη χρήση αποζημίωσης καλωδίων και τα προκύπτοντα σφάλματα
1. Συνδέστε τα θετικά και αρνητικά τερματικά του καλωδίου αντιστάθμισης θερμοστοιχείων αντίστροφα με το θερμοστοιχείο
Εάν οι θετικοί και αρνητικοί πόλοι του καλωδίου αντιστάθμισης θερμοστοιχείων συνδέονται αντίστροφα με τους θετικούς και αρνητικούς πόλους του θερμοστοιχείου και οι θετικοί και αρνητικοί πόλοι του θερμοστοιχείου συνδέονται σωστά με τους θετικούς και αρνητικούς πόλους του οργάνου, λαμβάνοντας το θερμοστοιχείο τύπου Κ ως παράδειγμα. Αυτό το σφάλμα είναι αρκετά συνηθισμένο στις εφαρμογές επειδή μετά τη σύνδεση, η τάση αλλαγής θερμοκρασίας του ελεγχόμενου αντικειμένου είναι σύμφωνη με το όργανο οθόνης. Επιπλέον, πολλά προϊόντα σύρματος αντιστάθμισης θερμοστοιχείων έχουν σήμερα μη τυποποιημένη επισήμανση, καθιστώντας δύσκολη τη διάκριση. Ορισμένοι κατασκευαστές επισημαίνουν ακόμη και χρώματα λανθασμένα. Παρακάτω είναι μια ανάλυση των σφαλμάτων που προκαλούνται από αυτή την κατάσταση.
Εάν συνδεθεί σωστά, το συνολικό θερμοηλεκτρικό δυναμικό που λαμβάνεται από το όργανο είναι
Ez=ek (ti, t3)+ekx (t3, t2)=ek (t1, t3)+ek (t3, t2) {{11} ek (t1, t2) (6)
Λόγω σφάλματος σύνδεσης, σύμφωνα με το νόμο των ενδιάμεσων αγωγών, το συνολικό θερμοηλεκτρικό δυναμικό που λαμβάνεται από το όργανο είναι
EZ=EK (T1, T3)+EKX (T3, T2) (7)
Για τα καλώδια αποζημίωσης KX, υπάρχουν
E'kx (t3, t2) =- ekx (t3, t2) =-- ek (t3, t2) (8)
Υπολογίστε το σφάλμα που παράγεται από την τιμή μέτρησης του οργάνου
Ez'-ez=ek (t1, t3) -ek (t3, t2) -ek (t1, t3) -ek (t3, t2) =-2 ek (t3, t2) (9)
Η θερμοκρασία κοντά στον γενικό βιομηχανικό φούρνο είναι τουλάχιστον 8 βαθμών υψηλότερη από τη θερμοκρασία στην αίθουσα ελέγχου. Έτσι, το προκύπτον σφάλμα είναι ακριβώς διπλάσιο από την τιμή αντιστάθμισης του καλωδίου αντιστάθμισης. Για τα θερμοστοιχεία τύπου Κ, η τιμή διαφορικού δυναμικού είναι γενικά περίπου 40C/(μ V) και η μετρούμενη θερμοκρασία είναι περίπου 16 βαθμών χαμηλότερη από την πραγματική θερμοκρασία. Εάν η θερμοκρασία ελέγχου ρυθμίζεται σε 600 βαθμούς, η πραγματική θερμοκρασία πρέπει να είναι περίπου 616 βαθμοί.
Από την παραπάνω ανάλυση, μπορεί να φανεί ότι όταν οι θετικοί και αρνητικοί πόλοι του καλωδίου αντιστάθμισης θερμοστοιχείου αντιστρέφονται, όχι μόνο δεν αντισταθμίζει, αλλά επίσης διπλασιάζει το σφάλμα σε σύγκριση με τη μη σύνδεση του καλωδίου αντιστάθμισης. Επομένως, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η πολικότητα του καλωδίου αντιστάθμισης κατά τη σύνδεσή του.
2. Το μοντέλο καλωδίων αντιστάθμισης που χρησιμοποιείται είναι λανθασμένο
Εάν ο ίδιος τύπος καλωδίου αντιστάθμισης συνδυάζεται με τον ίδιο τύπο θερμοστοιχείου, τα σφάλματα θα εξακολουθούν να εμφανίζονται εάν ο επιλεγμένος τύπος αντισταθμιστικού καλωδίου είναι λανθασμένος. Υποθέτοντας ότι χρησιμοποιείται ένας θερμοστοιχείο τύπου S, επιλέγεται το καλώδιο αντιστάθμισης KX του θερμοστοιχείου τύπου Κ.
Σύμφωνα με το νόμο του ενδιάμεσου αγωγού, το συνολικό θερμοηλεκτρικό δυναμικό που λαμβάνεται από το όργανο είναι
E'Z (T1, T2)=ES (T1, T3)+EKX (T3, T2) (10)
Εάν το καλώδιο SC τύπου S χρησιμοποιείται σωστά χωρίς να λαμβάνεται υπόψη το αυτο-σφάλμα του καλωδίου αντισταθμιστικής, το συνολικό δυναμικό που μετράται από το όργανο είναι EZ (T1, T2)=es (T1, T3)+ES (T3, T2) (11)
Λόγω της επιλογής του λανθασμένου καλωδίου αντιστάθμισης, η τιμή μέτρησης του οργάνου είχε ως αποτέλεσμα σφάλματα όπως φαίνεται στις εξισώσεις (10) - (11)
Ez'-ez=ekx (t3, t2) -es (t3, t2) (12)
Εάν η θερμοκρασία εργασίας του θερμοστοιχείου τύπου S είναι 900 βαθμοί και η θερμοκρασία περιβάλλοντος στην αίθουσα ελέγχου είναι 25 βαθμοί, ακόμα σύμφωνα με το t 3-- t 2==8 βαθμό, ελέγξτε τους πίνακες βαθμονόμησης S-pair και k-pair ξεχωριστά και αποκτήστε τη δυνατότητα διαφοράς ως ως
EKX (T3, T2) -ES (T3, T2) =0. 278MV
Η θερμοκρασία που μετράται από το όργανο είναι υψηλότερη από την πραγματική θερμοκρασία. Εάν το όργανο ελέγχεται σε 900 βαθμούς, η πραγματική τιμή είναι μόνο 875,1 βαθμούς, με σφάλμα 24,9 βαθμών.
Εάν η πολικότητα αντιστραφεί ξανά στην παραπάνω κατάσταση, η τιμή μέτρησης του οργάνου θα είναι υψηλότερη. Όταν το όργανο εμφανίζει 900 βαθμούς, η πραγματική θερμοκρασία είναι 933,2 βαθμούς, με σφάλμα 33,2 βαθμών.
3. Αναμειγνύοντας καλώδια αντιστάθμισης με συνηθισμένα καλώδια
Σε πρακτικές εφαρμογές, συχνά διαπιστώνεται ότι τα συνηθισμένα καλώδια χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση των καλωδίων αντιστάθμισης λόγω του ανεπαρκούς μήκους τους ή ένα τμήμα του συνηθισμένου καλωδίου συνδέεται μετά τη διάσπαση του καλωδίου αντιστάθμισης.
4, προφυλάξεις για τη χρήση αποζημίωσης καλωδίων
1. Επιλογή καλωδίων αντιστάθμισης
Το καλώδιο αντιστάθμισης πρέπει να επιλέγεται σωστά ανάλογα με τον τύπο του θερμοστοιχείου που χρησιμοποιείται και την ευκαιρία στην οποία χρησιμοποιείται.
2. Σύνδεση επαφής
Προσπαθήστε να διατηρήσετε τη θερμοκρασία των δύο σημείων επαφής όσο το δυνατόν πιο κοντά στον τερματικό θερμοστοιχείου. Η θερμοκρασία στο σημείο σύνδεσης με τον ακροδέκτη οργάνων πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά. Σε περιοχές όπου υπάρχει ένας ανεμιστήρας στο γραφείο οργάνων, τα σημεία επαφής θα πρέπει να προστατεύονται για να εμποδίσουν τον ανεμιστήρα να φυσάει απευθείας στα σημεία επαφής.
3. Χρησιμοποιήστε το μήκος
Επειδή το σήμα του θερμοστοιχείου είναι πολύ χαμηλό, σε επίπεδο μικροδιακοπής, εάν χρησιμοποιείται σε μεγάλη απόσταση, η εξασθένηση του σήματος και η ισχυρή ηλεκτρική παρεμβολή στο περιβάλλον μπορεί να προκαλέσουν παραμόρφωση του σήματος θερμοστοιχείου, με αποτέλεσμα την ανακριβή μέτρηση και έλεγχο θερμοκρασίας. Σε σοβαρές περιπτώσεις, οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας μπορεί να εμφανιστούν κατά τη διάρκεια του ελέγχου. Με βάση την εμπειρία, είναι συνήθως καλύτερο να ελέγχετε το μήκος του καλωδίου αντιστάθμισης θερμοστοιχείων εντός 15 μέτρων. Εάν υπερβαίνει τα 15 μέτρα, συνιστάται να χρησιμοποιήσετε έναν πομπό θερμοκρασίας για τη μετάδοση του σήματος. Ο πομπός θερμοκρασίας μετατρέπει την πιθανή τιμή που αντιστοιχεί στη θερμοκρασία σε άμεσο ρεύμα για μετάδοση και έχει ισχυρή ικανότητα κατά της παρεμβολής.