远洋
补偿导线讯：
如何正确使用热电偶补偿导线
在使用热电偶进行温度测量中,热电偶补偿导线的使用比较普遍。但经调查发现,很多地方由于没有正确使用补偿导线而出现很多问题。本文介绍了补偿导线的原理,对常见错误使用的形式进行归纳,同时从理论上分析所产生的偏差,指出正确使用方法和注意事项。
热电偶补偿导线已经广泛用于热电偶温度测量中。如果了解了热电偶补偿导线的原理、功能、作用方法和注意事项,就能充分发挥热电偶补偿导线的作用。
实际上在众多热电偶测温现场,小编发现用普通铜导线作连线的占40%,而使用补偿导线作连接线的仅占60%。究其原因有二：
一是由于热电偶设备使用操作人员不了解补偿导线功能,认为既然只要起到连接作用,普通导线即可。
二是设备制造商在安装热电偶时,用的连接线即为普通导线,而在使用者角度总认为设备安装人员都是专业人员,做法总是正确的,没能引起应有的怀疑。
在工业生产中,虽然热电偶作为温度传感器,已经广泛使用于温度测量和控制,人们对此也比较熟悉,但如果在使用中不注意正确的使用方法,就会给测温和控温造成很大的偏离,严重时会直接造成经济损失,所以应该引起重视。
常见补偿导线使用中的错误和产生的误差
1. 热电偶补偿导线正负极与热电偶接反
如果将热电偶补偿导线的正负极与热电偶正负极接反,而热电偶的正负极与仪表的正极连接是正确的,以K型偶为例见图4所示。这种错误在应用中比较普遍,因为连接后,被控制对象的温度变化趋势与显示仪表是一致的。加之目前热电偶补偿导线产品很多标注不规范,难以辨认；有些甚至是生产厂家将颜色标错。下面分析由于这种情况所产生的误差。
如果正确连接,仪表所接收的总热电势为
EZ=EK（T1,T3）+EKX（T3,T2）=EK（T1,T3）+EK（T3,T2）=EK（T1,T2）
因为连接的错误,根据中间导体定律,仪表所接收的总热电势为
E′Z=EK（T1,T3）+EKX（T3,T2）（7）
对于KX延伸型补偿导线,有
E′KX（T3,T2）=-EKX（T3,T2）=-EK（T3,T2）
计算,仪表测量值由此产生误差为
EZ′-EZ=EK（T1,T3）-EK（T3,T2）-EK（T1,T3）-EK（T3,T2）=2EK（T3,T2）
一般工业炉附近的温度,至少比控制间的温度高8℃。那么由此产生误差正好是补偿导线补偿值的2倍。对于K型偶,微分电势值基本在40℃/（μV）左右,测量温度大约比实际温度低16℃。如果控制温度设定在600℃,实际温度应该在616℃左右。
从上面的分析可以看出,当热电偶补偿导线正负极接反,不仅没有起到补偿作用,误差比不接补偿导线还增加一倍,因此补偿导线在连接时一定要注意极性。
如果不能确定热电偶补偿导线极性时,可以取一段补偿导线,将一端绝缘去掉后拧在一起,放在热水杯中,用普通万用表直流电压量程最低档测量另一端的2根线,万用表上会显示测量电压的正负,信号的正极为补偿导线的正极。
2. 使用的补偿导线型号不对
同种补偿导线配同种热电偶,如果所选的补偿导线种类不对,一样产生误差。 根据中间导体定律,仪表所接收的总热电势为
E′Z（T1,T2）=ES（T1,T3）+EKX（T3,T2）（10）
如果正确使用S型偶补偿导线SC,不考虑补偿导线自身误差,仪表测量的总电势为EZ（T1,T2）=ES（T1,T3）=ES（T3,T2）（11）
由于选错了补偿导线仪表测量值由此产生误差为式(10)-式(11)
EZ′-EZ=EK（T3,T2）-ES（T3,T2）-EK（T3,T2）-ES（T3,T2）（12）
如果S型热电偶工作温度为900℃,控制间环境温度为25℃,仍按照T3-T2=8℃,分别查S偶和K偶分度表,得出电势差为
EK（T3,T2）-ES（T3,T2）=0.278mV
仪表测量温度比实际温度高。如果仪表控制在900℃时,实际值只有875.1℃,误差24.9℃。
如果上述情况又将极性接反,仪表测量值偏高,仪表显示900℃时,实际温度为933.2℃,误差33.2℃。
3. 补偿导线与导线混用
在实际应用中,经常会发现由于补偿导线不够长用普通导线连接,或补偿导线断后接上一段普通导线。
补偿导线使用中注意事项
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-20～100℃,宽范围的为-25～200℃。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
因为热电偶的信号很低,为微伏级,如果使用的距离过长,信号的衰减和环境中强电的干扰偶合,足可以使热电偶的信号失真,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信号。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。
热电偶补偿导线
热电偶补偿导线的作用
是来延伸热电极即移动热电偶的冷端，与显示仪表联接构成测温系统。本产品采用GB／T 4989-94《热电偶用补偿导线》国家标准(等效采用IEC584-3《热电偶第三部分—补偿导线》国际标准)，绝缘层和护层选用进口优质氟塑料，并采用整体连续挤出新工艺，使该产品具有优良的耐酸，碱、耐磨和不燃延之性能，可浸入油水中长期使用。使用温度—60—205—260℃，属于当代国际先进水平。产品主要应用于各种测温装置，已被广泛用于石油、化工、冶金、电力等部门。
热电偶补偿导线主要技术指标：
热电偶补偿导线号按产品的品种划分为SC、KC、KX、EX、JX、TX、NC
其中：a)型号第一个字母与热电偶的分度号相对应；
b)字母“X”表示延伸型补偿导线(型别)；
c)字母“C”表示补偿型补偿导线(型别)。
注：SC型补偿导线可配用R型分度号热电偶
结构特征、绝缘层、护层材料、使用温度 使用分类、允差等级、护层着色标志
绝缘层及护层 使用温度
材料 符号
聚氟乙烯 PVC -25～70℃
-25～105℃
聚全氟乙丙烯 FEP -60～205℃
可溶性聚四氟乙烯 PFA -60～260℃
结绝示意
护层 绝缘层 合金丝 护层 屏蔽层 合金丝
使用分类 标志 允许登记及护层着色
普通级 精密级
一般用 G （黑色） S（灰色）
耐热用 H （黑色） S（灰色）
产品标号（标记） 补偿导线合金丝和绝缘层颜色
配用热电
偶分度号 一般用（G）
产品标号 耐热用（H）
1、补偿线缆按产品品种划分为:SC BC KC KX JX TX EA,其中字母“×”表示延伸型补偿导线，字母
“C”表示补偿线缆其热电势和电阻值符合下表规定：
2、补偿线缆防潮试验的绝缘电阻在40℃水中24小时后不小于（10米）25MΩ.
3、补偿线缆耐热老化24小时后进行5倍外径试验，经电压试验5000V/1min不击穿。
订的时候需标明型号、 规格、线芯截面、 线芯数 、屏蔽方式和数量
例: EX-GV2R-GS 2×2.5mm21500m EX-FPF-GS 24×2×2.5mm21000m(总屏蔽)
KX-HF4BPP-GS 12×2×1.5mm212000m(分对屏)
热电偶补偿[1]导线
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KX-GA-VV |
聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套精密级K分度号热电偶补偿导线 |
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KX-GA-VVR |
聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套精密级K分度号热电偶补偿软导线 |
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KX-GA-VVP |
聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜丝编织屏蔽精密级K分度号热电偶补偿导线 |
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KX-GA-VVRP |
聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜丝编织屏蔽精密级K分度号热电偶补偿软导线 |
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KX-HA-FF |
氟塑料绝缘和护套精密级K分度号热电偶补偿导线 |
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KX-HA-FFR |
氟塑料绝缘和护套精密级K分度号热电偶补偿软导线 |
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KX-HA-FFP |
氟塑料绝缘和护套铜丝编织屏蔽精密级K分度号热电偶补偿导线 |
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KX-HA-FFRP |
氟塑料绝缘和护套铜丝编织屏蔽精密级K分度号热电偶补偿软导线 |
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KX-HA-FG |
氟塑料绝缘硅橡胶护套精密级K分度号热电偶补偿导线 |
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KX-HA-FGR |
氟塑料绝缘硅橡胶护套精密级K分度号热电偶补偿软导线 |
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KX-HA-FGP |
氟塑料绝缘硅橡胶护套铜丝编织屏蔽精密级K分度号热电偶补偿导线 |
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KX-HA-FGRP |
氟塑料绝缘硅橡胶护套铜丝编织屏蔽精密级K分度号热电偶补偿软导线 |
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KX-HA-FV |
氟塑料绝缘聚氯乙烯护套精密级K分度号热电偶补偿导线 |
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KX-HA-FVR |
氟塑料绝缘聚氯乙烯护套精密级K分度号热电偶补偿软导线 |
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KX-HA-FVP |
氟塑料绝缘聚氯乙烯护套铜丝编织屏蔽精密级K分度号热电偶补偿导线 |
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KX-HA-FVRP |
氟塑料绝缘聚氯乙烯护套铜丝编织屏蔽精密级K分度号热电偶补偿软导线 |
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KX-GA-YJV |
交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套精密级K分度号热电偶补偿导线 |
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KX-GA-YJVR |
交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套精密级K分度号热电偶补偿软导线 |
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KX-GA-YJVP |
交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜丝编织屏蔽精密级K分度号热电偶补偿导线 |
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KX-GA-YJVRP |
低烟无卤绝缘和护套铜丝编织屏蔽精密级K分度号热电偶补偿软导线 |
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KX-GA-YDYD |
低烟无卤绝缘和护套精密级K分度号热电偶补偿导线 |
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KX-GA- YDYD R |
低烟无卤绝缘和护套精密级K分度号热电偶补偿软导线 |
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KX-GA- YDYD P |
低烟无卤绝缘和护套铜丝编织屏蔽精密级K分度号热电偶补偿导线 |
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KX-GA- YDYD RP |
低烟无卤绝缘和护套铜丝编织屏蔽精密级K分度号热电偶补偿软导线 |
注：上述型号仅列出KX，其他如SC、KC、EX、BC、TX、JX只需改变型号第一项即可，
阻燃型补偿导线型号前加ZR，ZR192为进口PFA材料，
屏蔽可采用镀锡铜丝屏蔽。 |
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选择热电偶
补偿导线时要知道热电偶补偿导线所处的环境温度及现场工矿状况，根据现场环境温度情况选择合适的补偿导线护套，一般环境温度在-25～105℃时选择聚氟乙烯护套，环境温度在-60～205℃时选择聚全氟乙烯作为补偿导线的护套，而在-60～260℃时则选择聚四氟乙烯作为热电偶补偿导线的护套。所以在选择时一定要注意现场工矿情况。
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