Teisingas termoelemento kompensavimo laidų naudojimas temperatūros matavimui

Termoelemento kompensavimo laidai buvo plačiai naudojami matuojant termoelemento temperatūrą. Jei suprantate principą, funkciją, veikimo metodą ir termoelemento kompensavimo laidų atsargumo priemones, galite visiškai panaudoti termoelemento kompensavimo laidų funkciją, kitaip jis atsispindės. Pramoninėje gamyboje, nors termoelementai buvo plačiai naudojami kaip temperatūros jutikliai temperatūros matavimui ir kontrolei, ir žmonės su jais susipažino, jei į teisingą naudojimo metodą nekreipiama dėmesio, jis gali sukelti reikšmingą temperatūros matavimo ir kontrolės nukrypimą ir sunkiais atvejais tiesiogiai sukelti ekonominius nuostolius. Todėl reikėtų žiūrėti rimtai.
1, Įvadas į termoelementų temperatūros matavimo principą
Grandinė, sudaryta iš dviejų skirtingų homogeninių A ir B medžiagų, vadinama termoelementu. A. Kontaktiniai taškai, sujungti abiejuose B medžiagos galuose, yra atitinkamai J1 ir J2. Jei J1 ir J2 kontaktinių taškų T1 ir T2 temperatūra skiriasi, grandinėje bus generuojamas elektros potencialas, kuris paprastai vadinamas termoelektriniu potencialu. Kai b - laiko medžiaga, termoelektrinio potencialo dydis priklauso nuo temperatūros skirtumo tarp T1 ir T2, išreikštą formule kaip AS kaip
Eab (t1, t2)=eab (t1)+eBa (t2)=eab (t1) -eab (t2) (1)
Formulėje: EAB (T1, T2) medžiaga yra B. T termoelekuliacija B turi termoelektrinio potencialo skirtumą tarp jungiamosios temperatūros T1 ir T2.
EAB (T1) - A potencialas taške B, kai temperatūra yra T1.
EAB (T2), EBA (T1) - a potencialas taško B temperatūroje T2 yra vienodo dydžio ir priešais ženkle.
Siekiant suvienodinti termoelemento medžiagas ir jas standartizuoti, atitinkami nacionaliniai standartai nustatė termoelemento medžiagos sudėtį A B grynumo komponentus ir pateikė, kad medžiagos B derinys yra pavadintas vienu raide, pavyzdžiui, K-tipo, S tipo ir tt. Kaip t 0, ir įvairių rūšių termoelementų kalibravimo lentelės yra sukurtos lengvai remtis ir apskaičiuoti.
Palyginti su 1 paveikslo forma, (1) formulė virsta į
Eab (ti, t2)=eab (t1, t 0)-eab (t2, t 0) (2) (2)
Formulė (2) yra praktinė formulė, kurią šiuo metu naudojame, jei žinome T1 T2, EAB (Ti, T 0) ir EAB (T2, T {0) galima rasti iš baigimo lentelės.
Du termoelemento kompensavimo laidai
Pirmiausia išanalizuokime ryšio laidininko dėsnį ir tarpinę termoelementų temperatūros dėsnį.
Praktinėje programoje visada yra atstumas tarp matavimo ir valdymo instrumentų ir termoelementų. C ir D medžiagos viduryje taip pat yra dvi homogeninės medžiagos. Remiantis tarpinio laidininko dėsniu termoelementais, išmatuoto bendro potencialo EZ išraiška gali būti išvesta taip:
EZ=EAB (T1, T3)+ECD (T3, T2) (3)
(3) lygtis yra termoelemento jungties laidininko dėsnis. Jei ryšys nėra viename skyriuje, bendras potencialas EZ taip pat yra kiekvieno skyriaus suma. Matavime tikimės, kad bendras matavimo galo potencialas yra termoelementas EAB (T1, T2), kuris patogu kontroliuoti prietaiso matavimą, kad būtų išvengta papildomo potencialo generuoti tarpinės jungtys. Išraiška yra:
EAB (T1, T2)=EZ=EAB (T1, T3)+EAB (T3, T2) (4) (4)
(4) lygtyje T3 vadinamas tarpine temperatūra, taigi ji taip pat žinoma kaip tarpinės temperatūros dėsnis. Tam reikia, kad mes surastume tam tikrą medžiagą, jo savybės yra:
ECD (T3, T2)=EAB (T3, T2) (5)
Medžiaga, tenkinanti (5) lygtį, vadinama kompensuojančia termoelemento viela. Kadangi yra daugybė termoelementų rūšių, taip pat yra daugybė termoelementų kompensavimo laidų tipų.
3, Bendros klaidos naudojant kompensacinius laidus ir gautas klaidas
1. Prijunkite teigiamus ir neigiamus termoelemento kompensacijos vielos gnybtus atvirkščiai su termoelementu
Jei teigiami ir neigiami termoelemento kompensacijos vielos poliai yra sujungti atvirkščiai su teigiamais ir neigiamais termoelemento poliais, o teigiami ir neigiami termoelemento poliai yra teisingai sujungti su teigiamais ir neigiamais instrumento poliais, kaip pavyzdį paimdami K tipo termoelementą. Ši klaida yra gana įprasta programose, nes po ryšio kontroliuojamo objekto temperatūros pokyčių tendencija atitinka rodymo instrumentą. Be to, daugelis termoelementų kompensacijų vielos produktų šiuo metu turi nestandartinius ženklinimus, todėl sunku atskirti; Kai kurie gamintojai net neteisingai pažymi spalvas. Žemiau pateikiama šios situacijos sukeltų klaidų analizė.
Jei teisingai prijungta, bendras terminoelektrinis potencialas, kurį gauna prietaisas
EZ=Ek (Ti, T3)+EKX (T3, T2)=EK (T1, T3)+EK (T3, T2)=EK (T1, T2) (6) (6) (6)
Dėl ryšio paklaidos, remiantis tarpinių laidininkų įstatymu
EZ=EK (T1, T3)+EKX (T3, T2) (7)
KX išplėstiniams kompensavimo laidams yra
E'kx (t3, t2) =- ekx (t3, t2) =-- Ek (T3, T2) (8)
Apskaičiuokite klaidą, kurią sukelia prietaiso matavimo vertė
EZ'-EZ=EK (T1, T3) -EK (T3, T2) -EK (T1, T3) -EK (T3, T2) =-2 EK (T3, T2) (9)
Temperatūra šalia bendrosios pramoninės krosnies yra bent 8 laipsnių aukštesnė už temperatūrą valdymo kambaryje. Taigi gauta klaida yra tiksliai dvigubai didesnė už kompensacinės laido kompensavimo vertę. K-tipo termoelementams diferencinė potencialo vertė paprastai yra apie 40 ° C/(μ v), o išmatuota temperatūra yra maždaug 16 laipsnių žemesnė už tikrąją temperatūrą. Jei kontrolės temperatūra nustatoma 600 laipsnių, tikroji temperatūra turėtų būti apie 616 laipsnius.
Atlikus aukščiau pateiktą analizę, galima pastebėti, kad kai teigiami ir neigiami termoelemento kompensacijos laido poliai yra atšaukiami, ji ne tik nesugeba kompensuoti, bet ir padvigubina klaidą, palyginti su to, kad neprisijungia kompensacijos laidas. Todėl sujungus jį reikia atsižvelgti į kompensacijos laido poliškumą.
2. Naudojamas kompensacijos laido modelis yra neteisingas
Jei tos pačios rūšies kompensacinė viela yra suporuota su tos pačios rūšies termoelementu, klaidos vis tiek įvyks, jei pasirinktas kompensacinės laido tipas yra neteisingas. Darant prielaidą, kad naudojamas S tipo termoelementas, pasirinktas K kompensavimo laidas KX KX KX.
Pagal tarpinio laidininko įstatymą, bendras instrumento termmoelektrinio potencialas yra
E'z (t1, t2)=es (t1, t3)+ekx (t3, t2) (10)
Jei S tipo kompensacinis vielos SC yra naudojamas teisingai, neatsižvelgiant į kompensuojančios vielos savarankišką paklaidą, bendras instrumento išmatuotas potencialas yra EZ (T1, T2)=ES (T1, T3)+ES (T3, T2) (11) (11) (11) (11).
Dėl netinkamo kompensacijos laido pasirinkimo, prietaiso matavimo vertė sukėlė klaidų, kaip parodyta (10) - (11) lygtyse
EZ'-EZ=EKX (T3, T2) -ES (T3, T2) (12)
If the working temperature of the S-type thermocouple is 900 degree and the ambient temperature in the control room is 25 degree , still according to T3-- T2==8 degree , check the S-pair and K-pair calibration tables separately, and obtain the potential difference as
EKX (T3, T2) -ES (T3, T2) =0. 278MV
Prietaiso išmatuota temperatūra yra aukštesnė už tikrąją temperatūrą. Jei instrumentas kontroliuojamas 900 laipsnių, tikroji vertė yra tik 875,1 laipsnio, o paklaida yra 24,9 laipsnio.
Jei aukščiau esančioje situacijoje poliškumas vėl pasikeis, prietaisų matavimo vertė bus didesnė. Kai instrumentas rodo 900 laipsnių, tikroji temperatūra yra 933,2 laipsnio, o paklaida yra 33,2 laipsnio.
3. Kompensacijų laidų maišymas su įprastais laidais
Praktiniuose pritaikymuose dažnai nustatyta, kad paprasti laidai yra naudojami norint sujungti kompensuojančius laidus dėl jų nepakankamo ilgio, arba po to, kai kompensuojama viela yra sujungta su įprastos vielos dalimi.
4, atsargumo priemonės, susijusios su kompensavimo laidais
1. Kompensacijų laidų pasirinkimas
Kompensacijos viela turi būti tinkamai pasirinkta atsižvelgiant į naudojamo termoelemento tipą ir progą, kuria jis naudojamas.
2. Kontaktinis ryšys
Stenkitės, kad dviejų kontaktinių taškų temperatūra būtų kuo arčiau termoelemento gnybto. Temperatūra jungties taške su prietaiso gnybtu turėtų būti kuo arčiau. Tose vietose, kur prietaisų spintelėje yra ventiliatorius, kontaktiniai taškai turėtų būti apsaugoti, kad ventiliatorius negalėtų pūsti tiesiai į kontaktinius taškus.
3. Naudokite ilgį
Kadangi termoelemento signalas yra labai žemas, mikrovolto lygyje, jei jis naudojamas dideliu atstumu, signalo susilpnėjimas ir stiprūs elektriniai trukdžiai aplinkoje gali iškraipyti termoelemento signalą, todėl netikslus temperatūros matavimas ir valdymas. Sunkiais atvejais kontrolės metu gali atsirasti temperatūros svyravimai. Remiantis patirtimi, paprastai geriau kontroliuoti termoelemento kompensavimo vielos ilgį per 15 metrų. Jei jis viršija 15 metrų, signalui perduoti rekomenduojama naudoti temperatūros siųstuvą. Temperatūros siųstuvas konvertuoja potencialią vertę, atitinkančią temperatūrą į tiesioginę transmisijos srovę, ir turi stiprią anti-sąveikos galimybes.