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正確使用熱電偶應(yīng)注意哪幾方面
一. 正確使用熱電偶應(yīng)注意哪幾方面?
在熱電偶的使用過程中,若不能正確使用,會(huì)產(chǎn)生大小不等的測量誤差,進(jìn)而影響到所測溫度的準(zhǔn)確、可靠,而正確、合理使用熱電偶是十分重要的。
*工作實(shí)際中,正確使用熱電偶,主要應(yīng)注意以下兩方面:
(1) 采用正確、合理的方法處理熱電偶參考端溫度造成的影響;
(2) 了解影響熱電偶測量溫度誤差的相關(guān)因素,并采取正確的方法加以克服。
二. 熱電偶參考端溫度的處理方法有幾種?
由熱電偶的測溫原理可知,熱電偶回路中熱電勢的大小是由
熱電極材料和測量端、參考端溫度三個(gè)因素所確定的,熱電極的 材料一旦確定后,只與電極兩端的溫度有關(guān),即與測量端的溫度 和參考端的溫度有關(guān)。為了使熱電勢只與測量端溫度有關(guān),就將參考端的溫度規(guī)定為0℃。而熱電偶分度表和與之配套的顯示 儀表都是規(guī)定參考端等于0℃為條件得到的。
但在實(shí)際測量中,參考端的溫度很少能保持在0℃,有的情 況下,參考端的溫度不在0℃ ,但是能穩(wěn)定在某一值上;有的情況 下,參考端的溫度不在0℃,又處在波動(dòng)變化之中。
因此,對熱電偶參考端的溫度可以用以下4種方法予以 處理:
(1) 采用0T恒定器法,將參考端的溫度恒定在0℃,這種方 法多用在實(shí)驗(yàn)室的精密測量或熱電偶的計(jì)量檢定中;
(2) 當(dāng)參考端的溫度不在0℃,但溫度穩(wěn)定時(shí),可采用計(jì)算法 對熱電勢進(jìn)行修正,也可采用儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)校到O℃的被測 溫度
(3) 當(dāng)參考端的溫度不在0℃,而且溫度處于波動(dòng)變化時(shí),可 采用補(bǔ)償導(dǎo)線法或接入?yún)⒖级藴囟妊a(bǔ)償器的方法加以解決;
(4) 采用參考端溫度補(bǔ)償器法,對變化的熱電勢進(jìn)行自動(dòng) 補(bǔ)償。
三.什么是0℃恒溫器?
在熱電偶的測量中,通常規(guī)定參考端的參考溫度為0℃,但 在實(shí)際測量中,測量端在0℃T的情況下很少的。在這種情況下, 通過計(jì)算對熱電偶進(jìn)行修正的方法或采用補(bǔ)償導(dǎo)線法,可達(dá)到比較準(zhǔn)確測量現(xiàn)場溫度的目的。
但在實(shí)驗(yàn)室要求對熱電偶進(jìn)行高精度測量或?qū)犭娕歼M(jìn)行檢定時(shí),再用于以上方法,就會(huì)帶來一定的誤差。
為了提高測量或檢定精度,則要采用一定的設(shè)備,使熱電偶
參考端恒定在0℃,這種設(shè)備(或儀器)就叫0℃恒溫器
0℃恒溫器是根據(jù)在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,冰和純水的平衡溫度為℃這一物理特性而制成的。如圖5 -15所示,在保溫器中,盛入 清潔的冰和水混合物,并插人2個(gè)試管,試管底部注人一定量的 變壓器油,使用時(shí),將熱電偶參考端插人試管底部,并用銅導(dǎo)線分 別接人顯示儀表。這樣即可保持參考端恒定在0℃。
目前,已有更*0T恒溫器取代用冰水混合物取得零攝 氏度的方法,如上海西派埃公司生產(chǎn)的LDQ-1型0℃恒溫器,就 是以熱管制作,由半導(dǎo)體制冷器配置精密控制電路,使熱管工作 在0℃,取代用冰水混合物的控溫方法,具有精度高〔(0± 0.1)1〕,穩(wěn)定性好(±0.05℃),使用方便等特點(diǎn)。
四.什么是熱電勢修正法?
熱電勢修正法又稱計(jì)算法。熱電勢修正法主要適用于熱電 偶的參考端溫度不等于0℃時(shí),但參考端溫度相對穩(wěn)定時(shí),對直接測量的熱電勢進(jìn)行計(jì)算,得出實(shí)際熱電勢,再通過對照分度表查出實(shí)測的溫度V:
例:用K型熱電偶測量某液體,其參考端溫度Tn = 301 ,測 得的熱電勢E(T,T為32.072mV,求測量端的實(shí)際測溫度T。
五.什么是補(bǔ)償導(dǎo)線法?
在熱電偶參考端溫度波動(dòng)變化情況下,參考端的溫度T 是不穩(wěn)定的,此時(shí),無法對參考端的溫度r進(jìn)行修正,即無法 對工作對象進(jìn)行測量,補(bǔ)償導(dǎo)線法就是在熱電偶參考端外接 一熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線,將熱電偶的參考端延伸至溫度穩(wěn)定的環(huán) 境中,使波動(dòng)變化較大的參考端處于溫度穩(wěn)定的環(huán)境下,再用 計(jì)算法進(jìn)行修正,以達(dá)到測量目的。
熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線的特性、作用和連接方法如下。
(1) 熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線是指在一定溫度范圍內(nèi)和所連接熱 電偶的熱電有相同熱電特性的廉金屬導(dǎo)線。
(2) 熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線一般分為兩種:
a. 延伸型補(bǔ)償導(dǎo)線,是指與所配用的熱電偶的熱電極化學(xué)成 分相同的導(dǎo)線。這種導(dǎo)線僅起著延伸熱電偶參考端的作用d
b. 補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線:是指與所配用的熱電偶的熱電極化學(xué)成
分不相同的導(dǎo)線,但在參考端溫度可能的變化范圍內(nèi)如0 ~ 100℃或0~200℃,其電熱特性與所匹配熱電偶特性相同這種補(bǔ)償導(dǎo)線可節(jié)省價(jià)格昂貴的貴金屬材料如鉑-鉑銠10貴金屬熱 電偶可選用與其特性相同的銅-銅鎳廉金屬補(bǔ)償導(dǎo)線。
(3) 補(bǔ)償導(dǎo)線的連接方法見圖5 - 16。
圖中:A,B——熱電極;
A',B'——補(bǔ)償導(dǎo)線;
C——顯示儀表。
這里要說明的是補(bǔ)償導(dǎo)線法的補(bǔ)償導(dǎo)線作用,只是延長熱電極,它并不能消除參考端不為0℃時(shí)的影響,還必須用電勢修正法對測量的熱電勢進(jìn)行計(jì)算處理。
六.使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)應(yīng)注意什么問題?
補(bǔ)償導(dǎo)線在使用中應(yīng)注意以下方面:
(1) 不同型號(hào)的熱電偶只能選用與之相應(yīng)型號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線;
(2) 同熱電極一樣,補(bǔ)償導(dǎo)線也有正、負(fù)極之分,與熱電偶連 接時(shí)極性不可接錯(cuò),否則不僅起不到補(bǔ)償作用,而且會(huì)造成更大 的測量誤差;
(3) 補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電極連接點(diǎn)溫度應(yīng)在補(bǔ)償導(dǎo)線允許使用 的溫度范圍內(nèi);
(4) 要求補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電極的兩個(gè)連接點(diǎn)的溫度相同,即兩個(gè)連接盡可能接近,否則也會(huì)帶來測量誤差
(5)盡可能選用直徑較大及導(dǎo)電系數(shù)較大的'補(bǔ)償導(dǎo)線,以減小熱電偶回路電阻,利于動(dòng)圈儀表正常和自動(dòng)控溫。