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补偿导线与热电偶分度号不匹配的判断方法与误差计算

2018/6/27 14:12:23 分类:温度测量 
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补偿导线与热电偶分度号不匹配的情况只有两种,一种是工作不认真出现的差错,另一种是不懂,以为只要是补偿导线就行,不考虑分度号的问题而出现错误匹配。补偿导线与热电偶配错,可用直观检查法,先确定热电偶分度号的正确性,然后看补偿导线的绝缘层着色,来判断是否是与所用的热电偶相匹配。
补偿导线与热电偶配错时回路热电势示意图
图1   补偿导线与热电偶配错时回路热电势示意图

能从理论上进行一些分析,对判断故障更有利。可用“中间温度定则”来分析,为了理解更直观,我们只考虑测量回路输入给显示仪表的总热电势,不考虑仪表的冷端温度补偿问题。图1所示的测量回路,被测温度t=580℃,热电偶接线盒处的温度tn=50℃,显示仪表周围环境温度t0=20℃,被测温度的实际热电势应该是多少?

补偿导线与热电偶正确匹配与温度tn无关,总热电势为:
EK(t,t0)=EK(580,20)
              =24.055-0.798
              =23.257mV
热电偶误用了EX的补偿导线,补偿导线构成了另一支热电偶,热电偶及补偿导线的热电势分别为:
热电偶的热电势:EK(580,50)=24.055-2.023=22.032mV
补偿导线的热电势:EE(50,20)=3.048-1.192=1.856mV
测量回路的总热电势为:E(t,t0)=EK(580,50)+EK(50,20)
                                               =24.055-2.023+3.048-1.192
                                               =23.888mV
K型热电偶误用了EX补偿导线,与正确匹配时相比,测量回路的总热电势偏高0.631mV,相当于偏高15.8℃。

补偿导线与热电偶分度号不匹配时的故障规律
补偿导线与热电偶分度号不匹配时,以图1为例,该测温回路的总热电势为:
EABCD(t,tn,t0)=eAB(t)+eBC(tn)+eCD(t0)+eDA(tn)
从式中可看出,补偿导线与热电偶配错了,测量回路的总热电势除受各接点温度t,tn,t0的影响外,还与补偿导线及热电偶的类型有关,因此,仪表的显示有可能偏高,也有可能偏低,使故障判断复杂化。但还是有规律可循的。
①当tn>t0时,补偿导线每度热电势值大于所接热电偶每度热电势值,仪表显示温度将高于实际温度;如补偿导线每度热电势值小于所接热电偶每度热电势值,仪表显示温度将低于实际温度。
②当tn<t0时,补偿导线每度热电势值小于所接热电偶每度热电势值,仪表显示温度将低于实际温度;如补偿导线每度热电势值大于所接热电偶每度热电势值,仪表显示温度将高于实际温度。

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