热电偶冷端补偿器(热电偶冷端补偿器工作原理示意图)

海潮机械 2023-01-19 08:48 编辑:admin 265阅读

1. 热电偶冷端补偿器工作原理示意图

公司主要经营气动元件、变频器、软起动器、断路器、继电器、接触器、稳压器、仪器仪表、建筑电器等二类机电及高中压元件、双电源转换开关、电脑保护神、充电机避雷器、绝缘子、主令电器、光电开关、接近开关、电磁器、制动器、隔离开关、电源、调压器、倒顺开关、负荷开关、跌落式熔断器、控制器、启动器、电容器、补偿器、防爆电器、热电偶、温控仪、电阻器、接线端子、变压器、互感器等一系列电器。

2. 热电偶冷端温度补偿器的工作原理

1,一般的马弗炉不需要特殊安装,只需平放在室内平整的地面或搁架上。控制器应避免震动,放置位置与电炉不宜太近,防止因过热而造成内部元件不能正常工作。

2、有热电偶插入炉膛20-50mm,孔与热电偶之间空隙用石棉绳填塞。连接热电偶至控制最好用补偿导线(或用绝缘钢芯线),注意正负极,不要接反。

3、在电源线引入处需要另外安装电源开关,以便控制总电源。为了保证安全操作,电炉与控制器必须可靠接地。

4、在使用前,将温度表指示仪调整到零点,在使用补偿导线及冷端补偿器时,应将机械零点调整至冷端补偿器的基准温度点,不使用补偿导线时,则机械零点调至零刻度位,但所指示的温度为测量点和热电偶冷端的温差。

5、经检查接线确认无误后,盖上控制器外壳。将温度指示仪的设定指针调整至所需要的工作温度,然后接通电源。打开电源开关,此时温度指示仪表上的绿灯既亮,继电器开始工作,电炉通电,电流表即有电流显示。随着电炉内部温度的升高,温度指示仪表指针也逐渐上升,此现象表明系统工作正常。电炉的升温、定温分别以温度指示仪的红绿灯指示,绿灯表示升温,红灯表示定温。

3. 热电偶冷端补偿器工作原理示意图讲解

冰点槽法、计算修正法、补正系数法、零点迁移法、补偿器法、软件处理法等。

1、冰点槽法就是把热电偶的冷端放入冰水混合物容器里,使T0=0℃。这种办法仅限于在科学实验中使用。为了避免冰水导电引起两个连接点短路,必须把连接点分别置于两个玻璃试管里,浸入同一冰点槽,使相互绝缘。

2、零点迁移法 在测量结果中人为地加一个恒定值,因为冷端温度稳定不变,电动势EAB(TH,0)是常数,利用指示仪表上调整零点的办法,加大某个适当的值而实现补偿。

3、补偿器法 利用不平衡电桥产生热电势补偿热电偶因冷端温度变化而引起热电势的变化值。

4. 热电偶冷端温度补偿的基本原理

  热电偶的热电势和两端的温度差相关。不同温度段上相同的温度差所产生的热电势也是不同的。  简单的说,热电偶的热电势本来是和温差关联的,要使它变成和温度关联,就必须把一头(冷端)的温度固定下来。所以热电偶的分度统一把冷端定为0℃。  在实际使用中冷端不一定为0℃。而各种使冷端温度等于或相当于0℃的手段,就是冷端补偿。  冷端补偿方法很多。大致可分为:    控制冷端温度,使其为一个已知的固定值;    电路自动补偿,原理多多,但外在表现只有一个,就是仪表补偿了。    固定值补偿,当冷端温度固定但不为零时,给指示加个固定数。因为热电偶电势的大小与其两端的温度有关,在实际应用中,由于热电偶冷端暴露在空气中受到环境温度的影响,所以测温中的冷端不可能保持0℃不变,也不可能固定在某个温度不变,而电偶电势既决定于热端温度也决定于冷端温度,所以如果冷端温度自由变化,必然引起测量误差,必然要进行温度补偿。常用的冷端补偿法:(1)冰点槽法: 将热电偶的参比端置于冰水混合物的容器中(2)计算修正法 : Eab(T,0)=Eab(T,Th) Eab(Th,0)(3)补正系数法 :T=T` k*Th (k为补正因数)

5. 热电偶的冷端补偿原理

热电偶冷端温度补偿的方法有:

1.冰浴法 常用在实验室,即把参比端温度恒定在0度,但做起来成本高、难度大。

2.冷端温度校正法 常用在要求不高的现场,即当冷端温度无法恒定为0度,就需要对仪表的指示值进行修正。做起来容易但误差较大。

3.补偿电桥法 较少单独使用,是利用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶冷端温度变化所引起的热电势变化值。补偿电桥有单独产品,也有做在仪表内的。

6. 简述热电偶冷端补偿方法

热电偶热电势的大小是热端温度和冷端的函数差,为保证输出热电势是被测温度的单值函数,必须使冷端温度保持恒定;热电偶分度表给出的热电势是以冷端温度0℃为依据,否则会产生误差。因此,常采用一些措施来消除冷锻温度变化所产生的影响,如冷端恒温法、冷端温度校、补偿导线法、补偿电桥法。

1.冷端恒温法

一般热电偶定标时冷端温度以0℃为标准。因此,常常将冷端置于冰水混合物中,使其温度保持为恒定的0℃。在实验室条件下,通常把冷端放在盛有绝缘油的试管中,然后再将其放入装满冰水混合物的保温容器中,是冷端保持0℃。

2.冷端温度校

由于热电偶的温度分度表是在冷端温度保持在0℃的情况下得到的,与它配套使用的测量电路或显示仪表又是根据这一关系曲线进行刻度的,因此冷端温度不等于0℃时,就需对仪表指示值加以修正。如冷端温度高于0℃,但恒定于t0℃,则测得的热电势要小于该热电偶的分度值,为求得真实温度,可利用中间温度法则,即用下式进行修正:

E(t,0)= E(t,t1)+ E(t1,0)

3.补偿导线法

为了使热电偶冷端温度保持恒定(最好为0℃),可将热电偶做的很长,使冷端远离工作端,并连同测量仪表一起放置到恒温或温度波动比较小的地方。但这种方法使安装使用不方便,而且可能耗费许多贵重的金属材料。因此,一般使用一种称为补偿导线的连接线将热电偶冷端延伸出来。这种导线在一定温度范围内(0~℃)具有和所连接的热电偶相同的热电性能,若是用廉价金属制成的热电偶,则可用其本身的材料作为补偿导线,将冷端延伸到温度恒定的地方。

*补偿导线在使用中注意事项

  (1)补偿导线的选择

  补偿导线一定要根据所使用的热电偶种类和所使用的场合进行正确选择。例如,k型偶应该选择k型偶的补偿导线,根据使用场合,选择工作温度范围。通常kx工作温度为-20~℃,宽范围的为-25~℃。普通级误差为±2.5℃,精密级为±1.5℃。

  (2)接点连接

  与热电偶接线端2个接点尽可能近一点,尽量保持2个接点温度一致。与仪表接线端连接处尽可能温度一致,仪表柜有风扇的地方,接点处要保护不要使得风扇直吹到接点。

  (3)使用长度

  因为热电偶的很低,为微伏级,如果使用的距离过长,的衰减和环境中强电的干扰偶合,足可以使热电偶的失真,造成测量和控制温度不准确,在控制中严重时会产生温度波动。

  根据我们的经验,通常使用热电偶补偿导线的长度控制在15米内比较好,如果超过15米,建议使用温度变送器进行传送。温度变送器是将温度对应的电势值转换成直流电流传送,抗干扰强。

  (4)布线

  补偿导线布线一定要远离动力线和干扰源。在避免不了穿越的地方,也尽可能采用交叉方式,不要平行。

  (5)屏蔽补偿导线

为了提高热电偶连接线的抗干扰性,可以采用屏蔽补偿导线。对于现场干扰源较多的场合,效果较好。但是一定要将屏蔽层严格接地,否则屏蔽层不仅没有起到屏蔽的作用,反而增强干扰。

4.补偿电桥法

补偿电桥法是利用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值。补偿电桥现已标准化。不平衡电桥(即补偿电桥)是由电阻R1、R2、R3和RCu组成。其中R1=R2=R3=1 ;Rs是用温度系数很小的锰铜丝绕制而成的;RCu是有温度系数较大的铜线绕制而成的补偿电阻,0℃时,RCu=1 ;Rs的值可根据所选电偶的类型计算确定。此桥串联在热电偶测量回路中,热电偶冷端与电阻RCu感受相同的温度,在某一温度下(通常取0℃)调整电桥平衡,使R1=R2=R3=RCu。当冷端温度变化时,RCu随温度改变,破坏了电桥平衡,产生一不平衡电压△U,此电压则与热电势相叠加,一起送入测量仪表。适当选择Rs的数值,可是电桥产生的不平衡电压△U在一定温度范围内基本上能补偿由于冷端温度变化而引起的热电势变化值。这样,当冷端温度有一定变化时,仪表仍然可给出正确的温度示值。

7. 说明热电偶的工作原理及如何进行冷端补偿

热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect)。

两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的一端为工作端,温度较低的一端为自由端,自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表;分度表是自由端温度在0℃时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。

在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,在热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电动势后,即可知道被测介质的温度。

热电偶测量温度时要求其冷端(测量端为热端,通过引线与测量电路连接的端称为冷端)的温度保持不变,其热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时,冷端的(环境)温度变化,将严重影响测量的准确性。

在冷端采取一定措施补偿由于冷端温度变化造成的影响称为热电偶的冷端补偿正常。与测量仪表连接用专用补偿导线。