*,大多數情況下熱電偶都是由核心部件感溫元件,防水、防濺和防爆型接線、保護管等附加裝置構成。其中,鎧裝式熱電偶做得比較長,而普通熱電偶的接線盒距被測對象很近,從接線柱引出的普通導線,會產生熱電偶參比端溫度不穩定的不良效果。因此,技術人員用與熱電偶相同的材料接線處引出導線,以達到將現場中測量的熱電偶延伸至溫度較低而穩定之處。普通熱電偶套管中熱電極是裸線,而該種補償式熱電偶內的導線則被做成絕緣的,經常把一對導線做在一起,外面包上保護材料,使之成為雙芯。這就是所謂的補償式熱電偶。如圖所示:
(a) (b)
圖示,熱電偶中雙芯補償導線結構,(a)普通型(b)帶屏蔽層型
1—線芯,2—塑膠或橡膠絕緣層,3—塑膠或橡膠護套,4—金屬編織屏蔽層
補償式熱電偶其內部的導線線芯,配上銅/康銅、鐵/康銅、鎳鎘/康銅、鎳鎘/鎳鋁等賤金屬熱電偶的多用與熱電偶相同材料,配上貴金屬,如鉑銠、鉑銥熱電偶的一般用在0~200℃范圍內熱電勢與所配熱電偶的熱電勢相同的賤金屬材料。為什么要這樣?因為補償導線和熱電偶相接處的溫度不是很高(一般≦100℃)。如此便起到了延長熱電偶參比端作用,也可節約貴金屬占用率,降低測試成本。譬如,PtRh/Pt熱電偶補償導線是用銅和含0.6%Ni的銅鎳合金做出導線線芯。
采用補償導線好處除節約貴金屬外,還便于現場安裝保護,在距離較長時,還可使用線芯較粗的補償導線,以免導線電阻過大。
參比端溫度,從熱電偶測量原理來看,熱電偶的熱電勢不僅與測量端溫度有關,而且還與參比端溫度有關。若不確知參比端溫度,即便得到熱電勢后,也不可能確知被測溫度,因此參比端溫度的處理在熱電偶測溫中是一個關鍵性問題。參比端溫度的處理方法很多,如:①冰點槽法,一般實驗室內精密測量,特別在分度和校驗熱電偶時;②參考端溫度測量計算法,即在讀被測溫度t同時,利用另一溫度計測量參比端溫度t0,然后利用分度表先查出E(t0,0℃),再根據式E(t,0℃)=E(t,t0)+E(t0,0℃),計算E(t,0℃),其中E(t,t0)為所測得熱電勢,在得出E(t,0℃)之后,根據熱電勢查取分度表,得出被測溫度t;③冷端補償法,即用一個電路來補償因參比端溫度不為0℃而造成的熱電勢變化。常用的“冷端補償器”標準化補償電橋和輸出電壓可調集成溫度傳感器兩種;④儀表機械零點調整法。在此眾多參比端溫度處理方法中,二、三兩種方法zui多用于以計算機和中心的自動測控溫系統中。
我公司的主要經營熱工儀表,生產的鎧裝補償式熱電偶有WRNK-191、WRNK-291、WRNK2-294、WREK-391等
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