错用补偿导线引起的误差分析

　　热电偶测温是工业生产中非常普遍的测温方式,而补偿导线作为与其配套使用的一种特殊导线却常被人忽视,笔者在工作中发现,主要是多数使用者对其缺乏了解,于是出现了错用补偿导线的现象。错用补偿导线最常见的情况分为三种:正负极反接、补偿导线与热电偶型号不匹配、使用普通导线。一些使用者对于出现上述三种情况所表现出来的现象不太清楚,结果导致因仪表不能正确的反应炉温而使炉内产品报废,造成很大的经济损失。为了便于现场使用者和检修者参考,现做分析如下:

　　1　补偿导线与热电偶正负极反接

　　热电偶测温原理图如下,前提是热电偶与显示仪表的型号相匹配。

　　如果接法正确,显示仪表接收到的热电势E总为:

　　而如果补偿导线与热电偶正负极反接,那么,Tn和T2之间相当于接入了一个反向的热电势,则显示仪表接收到的热电势E′总为:

　　上述两种接法之差△E总为:

　　由(1)式和(2)式比较可见,如果补偿导线与热电偶正负极反接了,仪表显示温度就会低于实际温度,由△E总可知,约为热电偶自由端与仪表接线端子间温差的2倍。

　　2　补偿导线与热电偶型号不匹配

　　正确的接法应为同型号的补偿导线用同型号的热电偶和同型号的显示仪表,如果不匹配了,会出现怎样的情况呢?仍以上图1所示分析。

　　如果接法正确,仪表接受的总热电势E总为:

　　而如果补偿导线与热电偶型号不匹配,仪表接受的总热电势E′总为:

  式EX^₁、EX^₂分别代表两种不同的型号,比如EX^₁为E型热电偶,EX^₂为K型补偿导线。

　　因此,上述两种接法之差△E总为:

　　由于各型号补偿导线和热电偶的热电特性不同,通常廉金属的热电势要大于贵金属的,所以如果选用的热电偶为廉金属的而补偿导线为贵金属,则仪表显示温度比实际偏低,反之则偏高。

　　3　用普通导线代替补偿导线

　　此时,仪表接收到的是热电偶自由端Tn处的信号。因为在现场使用中,热电偶的自由端往往距离热工设备很近,也就是说,它暴露在热工设备周围的空气中,从而使得热电偶的自由端受热源的影响而无法稳定,而仪表显示的温度关键取决于热电偶处于温场处的温度与仪表接线端子处的温度之差,因此,处于温度波动很小即恒温的环境中时,才可以得到一个准确的、真实的被测温场的温度,所以当用普通导线代替补偿导线时,仪表显示的并非温场的真实温度。一般要低于实际温度。