熱電偶檢定中補(bǔ)償導(dǎo)線和銅導(dǎo)線的使用問題·咨詢安徽天纜電氣有限公司

T, /熱電偶Y熱電接線端補(bǔ)償導(dǎo)線YX+冰點(diǎn)0℃高精度數(shù)字多用表圖2常見熱電偶檢定中補(bǔ)償導(dǎo)線錯(cuò)誤連接償導(dǎo)線無補(bǔ)償誤差): 正確連接時(shí)(見圖1)，如果熱電偶的種類為Y,補(bǔ)償導(dǎo)線。

正好是熱電偶工作端溫度T,相對(duì)于?！娴臒犭妱?shì)，可直接將讀數(shù)與分度表比較，得出是否符合要求的結(jié)果。

    對(duì)圖2(A)的情況，應(yīng)用中間導(dǎo)體定律，高精度數(shù)字多用表接受的電壓為:

  Ez=EY(不，兀)+EYx(兀，兀)=EY(不，兀)(2)

    與式(1)比較，正好相差電測(cè)儀器的輸入端環(huán)境溫度T:相對(duì)于0℃時(shí)的電勢(shì):

    EP }}'i } To)一EP }Ti,T}=Er (T2 , To )(3)

    如果按圖2(A)的情況，檢定結(jié)果低于實(shí)際熱電偶的電勢(shì)值，差值為熱電偶的環(huán)境溫度相對(duì)于0℃的電勢(shì)。

    對(duì)圖2(B)的情況，應(yīng)用中間導(dǎo)體定律，高精度數(shù)字多用表接受的電壓為:

Ez二Er (Ti，T3J+EPx (T3,To)一EYXlTO>T2}

    = E,. (T, , T})一E,x (T} , TZ)          (4 )

    從式((4)的結(jié)果來看，雖然加了冰點(diǎn)，從冰點(diǎn)到電測(cè)儀器因?yàn)檫B接了補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行了反向補(bǔ)償，最終結(jié)果與圖2(A)一樣，測(cè)量值低于實(shí)際熱電偶的電勢(shì)值，差值的大小仍然為熱電偶的環(huán)境溫度相對(duì)于0℃的電勢(shì)。

2建議使用偶絲代替補(bǔ)償導(dǎo)線

    在熱電偶檢定中，廉金屬熱電偶的連接線常常采用補(bǔ)償導(dǎo)線，但熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的精度一般不高，根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，精密級(jí)熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線允差對(duì)于S偶為士2.5 0C，對(duì)于K偶為士1.5 0C，這對(duì)于熱電偶檢定來說，引入的誤差太大，有可能將合格的熱電偶檢定出不合格的結(jié)果。

    檢定中使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的目的是將熱電偶輸出端的溫度T3補(bǔ)償?shù)綑z定所要求的To (0 0C)(見圖1所示)。根據(jù)實(shí)踐，對(duì)于廉金屬熱電偶檢定，采用工作1級(jí)X0.5 mm的偶絲連接，絲徑柔軟，易于接線，造價(jià)也不高〔該I級(jí)熱電偶作為補(bǔ)償導(dǎo)線必須經(jīng)過校準(zhǔn)，引入修正值，否則將會(huì)帶入(X0.4-1.s)℃的誤差」;對(duì)于貴金屬熱電偶(特別是長(zhǎng)度在200 mm}700 mm的工作用S與R型熱電偶的檢定，由于偶絲短，不能直接置于參考端恒溫器內(nèi))，可以采用達(dá)到一等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶準(zhǔn)確度水平的中0.3 mm的同極性熱電偶絲(允差士1 0C)連接，將熱電偶偶絲與被檢熱電偶的正極與正極相接，負(fù)極與負(fù)極相接，效果非常理想。檢定貴金屬熱電偶用偶絲連接，效果確實(shí)理想，但造價(jià)不低，也可以采用相應(yīng)的補(bǔ)償導(dǎo)線，但須經(jīng)校準(zhǔn)，只有修正后使用才具有實(shí)際意義。

    從理論上分析，根據(jù)熱電偶的均質(zhì)導(dǎo)體定律，均質(zhì)導(dǎo)體的熱電勢(shì)僅與兩端頭接點(diǎn)的溫度有關(guān)，而與沿?zé)犭姌O的溫度分布無關(guān)。所以采用偶絲直接連接，熱電偶的兩個(gè)電極由偶絲直接延伸到冰點(diǎn)，中間溫度T3完全可以不考慮(見圖1 )o

    用補(bǔ)償導(dǎo)線連接，要求熱電偶兩個(gè)連接端溫度要一致為T3，但在實(shí)際檢定中，熱電偶的自由端處于檢定爐的端頭，端頭的溫度很高，輻射和對(duì)流傳熱的影響對(duì)周圍的影響很大，被檢熱電偶的自由端溫度難以做到一致。那么在檢定中，由于端頭溫度不一致所產(chǎn)生的誤差，被帶入了熱電偶的檢定結(jié)果。而用偶絲連接，即使熱電偶自由端溫度不一致，也不影響檢定結(jié)果。

3銅導(dǎo)線的選擇與使用

      將熱電偶的自由端引入冰點(diǎn)，從冰點(diǎn)到高精度數(shù)字多用表的測(cè)量端使用銅導(dǎo)線連接，有的熱電偶檢定規(guī)程作了這樣的規(guī)定，有的卻沒有如此的描述。如《工作用廉金屬熱電偶》檢定規(guī)程，明確要求熱電偶參考端的引線應(yīng)使用同材質(zhì)的銅電線進(jìn)行連接，接觸要良好;而《工作用貴金屬熱電偶》檢定規(guī)程雖然在檢定原理示意圖中規(guī)定熱電偶的參考端需要與轉(zhuǎn)換開關(guān)(轉(zhuǎn)向開關(guān))相連接，但卻沒有指明用何種性質(zhì)的引線，因此也就出現(xiàn)了有部分人員畫蛇添足而使用補(bǔ)償導(dǎo)線的現(xiàn)象(產(chǎn)生的誤差已在上述作了分析)。

      熱電偶參考端引線的要求相當(dāng)嚴(yán)格，熱電偶兩極所連接的導(dǎo)線，一定要用同一支銅導(dǎo)線截成兩段，分別連接在熱電偶兩極的參考端上(銅導(dǎo)線在20℃時(shí)的電阻率應(yīng)小于0.01724 N., S2 " m )。因?yàn)椴皇峭恢с~導(dǎo)線，盡管電阻率都符合要求，但它們之間也有差別，這樣兩支銅導(dǎo)線組成的對(duì)子在溫差的作用下，將在熱電偶回路中產(chǎn)生附加熱電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)電動(dòng)勢(shì)的大小與兩支銅導(dǎo)線材質(zhì)差別及銅導(dǎo)線兩端所處溫差的大小有關(guān)，將給檢測(cè)的熱電偶帶入一定的誤差。

    再有，銅導(dǎo)線與熱電偶電極參考端的連接一定要接觸良好，實(shí)際證明，那種用魚嘴夾一夾的做法還是被很多的檢定人員所采用，而這種做法在檢測(cè)回路中將帶入((O.s} 1.0)℃的誤差，且這個(gè)誤差還不是固定值，有時(shí)還足以左右檢定結(jié)果的判別。