Penggunaan kabel kompensasi termokopel yang benar dalam pengukuran suhu

Kabel kompensasi termokopel telah banyak digunakan dalam pengukuran suhu termokopel. Jika Anda memahami prinsip, fungsi, metode tindakan, dan tindakan pencegahan kabel kompensasi termokopel, Anda dapat sepenuhnya memanfaatkan fungsi kabel kompensasi termokopel, jika tidak ia akan menjadi bumerang. Dalam produksi industri, meskipun termokopel telah banyak digunakan sebagai sensor suhu untuk pengukuran dan kontrol suhu, dan orang -orang terbiasa dengan mereka, jika metode penggunaan yang benar tidak memperhatikan, itu dapat menyebabkan penyimpangan yang signifikan dalam pengukuran dan kontrol suhu, dan dalam kasus yang parah, secara langsung menyebabkan kerugian ekonomi. Karena itu, itu harus dianggap serius.
1, Pengantar Prinsip Pengukuran Suhu Termokopel
Sirkuit yang terdiri dari dua bahan homogen yang berbeda A dan B disebut termokopel. A. Titik kontak yang terhubung di kedua ujung materi B diwakili oleh J1 dan J2 masing -masing. Jika suhu T1 dan T2 dari titik kontak J1 dan J2 berbeda, potensial listrik akan dihasilkan dalam sirkuit, yang biasanya disebut sebagai potensi termoelektrik. Saat bahan b - waktu, besarnya potensi termoelektrik tergantung pada perbedaan suhu antara T1 dan T2, dinyatakan oleh rumus sebagai
EAB (T1, T2)=EAB (T1)+EBA (T2)=EAB (T1) -Ede (T2) (1)
Dalam rumus: Bahan EAB (T1, T2) adalah termokopel B memiliki perbedaan potensial termoelektrik antara suhu persimpangan T1 dan T2.
EAB (T1) - A potensial pada titik B ketika suhu T1.
EAB (T2), EBA (T1) - Potensi pada titik B Suhu T2 T2 sama besarnya dan berlawanan dalam tanda.
Untuk menyatukan bahan termokopel dan menstandarkannya, standar nasional yang relevan telah menetapkan komposisi bahan termokopel dan komponen kemurnian B dan memberikan bentuk kombinasi material B dinamai dengan satu huruf, seperti tipe-ks, dll. Untuk kenyamanan penggunaan, nilai suhu dan hubungan potensial dari berbagai jenis termokuka di sini adalah yang tidak diseret sebagai hal yang disatukan dengan suhu yang tidak diseret. T 0, dan berbagai jenis tabel kalibrasi termokopel dibuat untuk referensi dan perhitungan yang mudah.
Dibandingkan dengan bentuk pada Gambar 1, rumus (1) diubah menjadi
EAB (ti, t2)=eAb (t1, t 0)-EAB (t2, t 0) (2)
Formula (2) adalah rumus praktis yang kita gunakan saat ini, selama kita tahu T1 T2, EAB (ti, t 0) dan EAB (t2, t 0) dapat ditemukan dari tabel kelulusan.
Dua kabel kompensasi termokopel
Pertama, mari kita analisis hukum konduktor koneksi dan hukum suhu menengah dari termokopel.
Dalam aplikasi praktis, selalu ada jarak antara instrumen pengukuran dan pengendalian dan termokopel. Bahan C dan D di tengah juga merupakan dua bahan homogen. Menurut hukum konduktor menengah dalam termokopel, ekspresi untuk total potensial EZ yang diukur dapat diturunkan sebagai berikut:
Ez=EAB (T1, T3)+ECD (T3, T2) (3)
Persamaan (3) adalah hukum konduktor koneksi termokopel. Jika koneksi tidak dalam satu bagian, total potensi EZ juga merupakan jumlah dari setiap bagian. Dalam pengukuran, kami berharap bahwa potensi total pada ujung pengukuran adalah termokopel EAB (T1, T2), yang lebih mudah untuk mengendalikan pengukuran instrumen untuk mencegah potensi tambahan yang dihasilkan oleh koneksi menengah. Ekspresinya adalah:
EAB (T1, T2)=Ez=EAB (T1, T3)+EAB (T3, T2) (4)
Dalam Persamaan (4), T3 disebut sebagai suhu menengah, karenanya juga dikenal sebagai hukum suhu menengah. Ini mengharuskan kita untuk menemukan CD materi tertentu, karakteristiknya adalah:
ECD (T3, T2)=EAB (T3, T2) (5)
Bahan yang memenuhi persamaan (5) disebut kawat kompensasi termokopel. Karena ada banyak jenis termokopel, ada juga banyak jenis kabel kompensasi termokopel.
3, kesalahan umum dalam penggunaan kabel kompensasi dan kesalahan yang dihasilkan
1. Hubungkan terminal positif dan negatif dari kawat kompensasi termokopel secara terbalik dengan termokopel
Jika kutub positif dan negatif dari kawat kompensasi termokopel terhubung secara terbalik ke kutub positif dan negatif dari termokopel, dan kutub positif dan negatif dari termokopel terhubung dengan benar ke kutub positif dan negatif dari instrumen, mengambil termokopel tipe-K sebagai contoh. Kesalahan ini cukup umum dalam aplikasi karena setelah koneksi, tren perubahan suhu objek yang dikendalikan konsisten dengan instrumen tampilan. Selain itu, banyak produk kawat kompensasi termokopel saat ini memiliki pelabelan non-standar, membuatnya sulit untuk dibedakan; Beberapa produsen bahkan memberi label warna secara tidak benar. Di bawah ini adalah analisis kesalahan yang disebabkan oleh situasi ini.
Jika terhubung dengan benar, potensi termoelektrik total yang diterima oleh instrumen adalah
Ez=ek (ti, t3)+ekx (t3, t2)=ek (t1, t3)+ek (t3, t2)=ek (t1, t2) (6)
Karena kesalahan koneksi, menurut hukum konduktor menengah, potensi termoelektrik total yang diterima oleh instrumen adalah
Ez=Ek (T1, T3)+EKX (T3, T2) (7)
Untuk kabel kompensasi yang diperluas KX, ada
E'Kx (t3, t2) =- ekx (t3, t2) =-- ek (t3, t2) (8)
Hitung kesalahan yang dihasilkan oleh nilai pengukuran instrumen
Ez'-ez=Ek (t1, t3) -ek (t3, t2) -ek (t1, t3) -ek (t3, t2) =-2 ek (t3, t2) (9)
Suhu di dekat tungku industri umum setidaknya 8 derajat lebih tinggi dari suhu di ruang kontrol. Jadi kesalahan yang dihasilkan tepat dua kali nilai kompensasi dari kawat kompensasi. Untuk termokopel tipe-K, nilai potensial diferensial umumnya sekitar 40C/(μ V), dan suhu yang diukur sekitar 16 derajat lebih rendah dari suhu aktual. Jika suhu kontrol ditetapkan pada 600 derajat, suhu aktual harus sekitar 616 derajat.
Dari analisis di atas, dapat dilihat bahwa ketika kutub positif dan negatif dari kawat kompensasi termokopel dibalik, tidak hanya gagal untuk mengkompensasi, tetapi juga menggandakan kesalahan dibandingkan dengan tidak menghubungkan kawat kompensasi. Oleh karena itu, polaritas kawat kompensasi harus diperhitungkan saat menghubungkannya.
2. Model kawat kompensasi yang digunakan tidak benar
Jika jenis kawat kompensasi yang sama dipasangkan dengan jenis termokopel yang sama, kesalahan masih akan terjadi jika jenis kawat kompensasi yang dipilih salah. Dengan asumsi termokopel tipe-S digunakan, kawat kompensasi KX dari termokopel tipe-K dipilih.
Menurut hukum konduktor menengah, potensi termoelektrik total yang diterima oleh instrumen adalah
E'Z (t1, t2)=es (t1, t3)+ekx (t3, t2) (10)
Jika SC Tipe-Type SC digunakan dengan benar tanpa mempertimbangkan kesalahan diri dari kawat kompensasi, potensi total yang diukur dengan instrumen adalah EZ (T1, T2)=ES (T1, T3)+ES (T3, T2) (11)
Karena memilih kawat kompensasi yang salah, nilai pengukuran instrumen menghasilkan kesalahan seperti yang ditunjukkan dalam persamaan (10) - (11)
Ez'-ez=Ekx (t3, t2) -es (t3, t2) (12)
Jika suhu kerja termokopel tipe-S adalah 900 derajat dan suhu sekitar di ruang kontrol adalah 25 derajat, masih sesuai dengan t 3-- t 2==8 derajat, periksa tabel kalibrasi S-pair dan k-pair secara terpisah, dan dapatkan perbedaan potensial sebagai AS
EKX (T3, T2) -ES (T3, T2) =0. 278MV
Suhu yang diukur dengan instrumen lebih tinggi dari suhu aktual. Jika instrumen dikendalikan pada 900 derajat, nilai aktual hanya 875,1 derajat, dengan kesalahan 24,9 derajat.
Jika polaritas dibalik lagi dalam situasi di atas, nilai pengukuran instrumen akan lebih tinggi. Ketika instrumen menampilkan 900 derajat, suhu aktual adalah 933,2 derajat, dengan kesalahan 33,2 derajat.
3. Pencampuran kabel kompensasi dengan kabel biasa
Dalam aplikasi praktis, sering ditemukan bahwa kabel biasa digunakan untuk menghubungkan kabel kompensasi karena panjangnya yang tidak mencukupi, atau bagian kawat biasa terhubung setelah kawat kompensasi rusak.
4, tindakan pencegahan untuk menggunakan kabel kompensasi
1. Pemilihan kabel kompensasi
Kawat kompensasi harus dipilih dengan benar sesuai dengan jenis termokopel yang digunakan dan kesempatan di mana ia digunakan.
2. Koneksi kontak
Cobalah untuk menjaga suhu dua titik kontak sedekat mungkin dengan terminal termokopel. Suhu pada titik koneksi dengan terminal instrumen harus sedekat mungkin. Di daerah di mana ada kipas di kabinet instrumen, titik kontak harus dilindungi untuk mencegah kipas bertiup langsung ke titik kontak.
3. Gunakan panjang
Karena sinyal termokopel sangat rendah, pada level mikrovolt, jika digunakan pada jarak jauh, atenuasi sinyal dan gangguan listrik yang kuat di lingkungan dapat menyebabkan distorsi sinyal termokopel, menghasilkan pengukuran dan kontrol suhu yang tidak akurat. Dalam kasus yang parah, fluktuasi suhu dapat terjadi selama kontrol. Berdasarkan pengalaman, biasanya lebih baik untuk mengontrol panjang kawat kompensasi termokopel dalam jarak 15 meter. Jika melebihi 15 meter, disarankan untuk menggunakan pemancar suhu untuk mengirimkan sinyal. Pemancar suhu mengubah nilai potensial yang sesuai dengan suhu menjadi arus langsung untuk transmisi, dan memiliki kemampuan anti-interferensi yang kuat.