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什么是冷端温度的补偿
发布时间:2013-08-14 08:55 浏览次数:

冷端温度的补偿

 采用补偿导线后,把热电偶的冷端从温度较高和不稳定的地方,延伸到温度较低和比较稳定的操作室内,但冷端温度还不是。而工业上常用的各种热电偶的温度-热点是关系曲线是在冷温度保持为0℃的情况下得到的,与他配套使用的仪表也是根据这一关系曲线进行刻度的。由于操作室的温度往往高于0℃,而且是不恒定的,这时,热电偶所产生的热电势必然偏小。且测量值也随着冷端温度变化而变化,这样测量结果就会产生误差。因此,在应用热电偶测温时,只有将冷端温度保持为0℃,或者是进行一定的修正才能得出准确的测量结果。这样做,就称为热电偶的冷端温度补偿。一般采用下述几种方法:
    (1)冷端温度保持为0℃的方法 保持冷端温度为0℃的方法如图2-1-12所示。把热电偶的两个冷端分别插人盛有绝缘油的试管中,然后放人装有冰水混合物的容器中,这种方法多数用在实验室中。
    (2)冷端温度修正方法 在实际生产中,冷端温度往往不是0℃。而是某一温度t1,这就引起测量误差。因此,必须对冷端温度进行修正。
    值得注意的是,由于热电偶所产生的热电势与温度之间的关系都是非线性的(当然各种热电偶的非线性程度不同),因此在自由端的温度不为零时,将所测得热电势对应的温度值加上自由端的温度,并不等于实际的被测温度。其实际热点势与温度之间的非线性程度越严重,则误差就越大。
    应当指出,用计算的方法来修正冷端温度,是指冷端温度为恒定值时对测温的影响。该方法只适用于实验室或临时测温,在连续测量中显然是不实用的。
    (3)校正仪表零点法 一般仪表未工作时指针应指在零位上(机械零点)。若采用测温元件为热电偶时,要使测温时指示值不偏低,可预先将仪表指针调整到相当于室温的数值上(这是因为将补偿导线一直引人到显示仪表的输人端,这时仪表的输人接线端子所处的室温就是该热电偶的冷端温度)。此法比较简单,故在工业上也经常应用。但必须明确指出,这种方法由于室温也在经常变化,所以只能在要求不太高的测温场合下应用。
    (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,如图2-1-13所示。不平衡电桥(又称补偿电桥或冷端温度补偿器)由R1,R2,R3(锰铜丝绕制)和R Cu(铜丝绕制)四个桥臂和电源所组成,串联在热电偶测量回路中,为了使热电偶的冷端与电阻R Cu感受相同的温度,所以必须把R Cu与热电偶的冷端放一起。电桥通常在20℃时处于平衡,即R1=R2=R3=R20Cu,此时,对角线a,b两点电位相等,即Uab=0,电桥对仪表的读数无影响。当周围环境高于20℃时,热电偶因自由端温度升高而使热电势减弱。而与此同时,电桥中R1,R2,R3的电阻值不随温度而变化,铜电阻R Cu。却随温度增加而增加,于是电桥不再平衡,这时,使a点电位高于b点电位,在对角线a,b间输出一个不平衡电压Uab。并与热电偶的热电势相叠加,一起送人测量仪表。如适当选择桥臂电阻和电流数值,可以使电桥产生的不平衡电压Uab正好补偿由于冷端温度变化而引起的热电势变化值,仪表即可指示出正确的温度值。
    应当指出,由于电桥是在20℃时平衡的,所以采用这种补偿电桥时须把仪表的机械零位先调到20℃处。如果补偿电桥是在0℃时平衡设计的,则仪表零位应调在0℃处。
    (5)热电偶补偿法 在实际生产中,为了节省补偿导线和投资费用,常用多支热电偶而配—台测温仪表,其接线如图2-1-14所示。转换开关用来实现多点间歇测量;C,D是补偿热电偶,它的热电极材料可以与测量热电偶相同,也可以是测量热电偶的补偿导线,设置补偿热电偶是为了使多支热电偶的冷端温度保持恒定。为达到此目的,将一支补偿热电偶的工作端插入2一3m的地下或放在其他恒温器中。使其温度恒定为t0。而它的冷端与多支热电偶冷端都接在温度为t1的同一个接线盒中。这时测温仪表的指示值则为E(t.t0)所对应的温度,而不受接线盒处温度t1变化的影响。

本文来自:旋进旋涡流量计 http://www.abg.cc

 
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