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什么是补偿导线?补偿导线作用的实质是什么

2018-09-20  pphsy

  一、什么是补偿导线?

  补偿导线是在一定温度范围内(0~100℃)具有与所匹配热电偶热电动势相同标称值的一对带有绝缘层的导线,用它们连接热电偶与测量装置,以补偿它们与热电偶连接处的温度变化所产生的误差。

  二、补偿导线的分类

  从原理上分延长型和补偿型,延长型其合金丝的名义化学成分与配用的热电偶相同,因而热电势也相同,在型号中以“X”表示,补偿型其合金丝名义化学成分与配用的热电偶不同,但在其工作温度范围内,热电势与所配用热电偶的热电势标称值相近,在型号中以“C”表示。

  从补偿精度分普通级和精密级,精密级补偿后的误差大体上只有普通级的一半,通常用在测量精度要求较高的地方。如S、R分度号的补偿导线,精密级的允差为±2.5℃,普通级的允差为±5.0℃;K 、N分度号的补偿导线,精密级的允差为±1.5℃,普通级的允差为±2.5℃。在型号中普通级的不标,精密级的加“S”表示。

  从工作温度分一般用和耐热用,一般用工作温度为0 ~ 100℃(少数为0 ~ 70℃);耐热用工作温度为0 ~ 200℃。

  此外,可以线芯多少分为单股和多芯(软线)补偿导线,以是否带屏蔽层分为普通型和屏蔽型补偿导线,还有专用于防爆场合的本质安全电路用的补偿导线。

什么是补偿导线?补偿导线作用的实质是什么

  三、补偿导线特点

  ① 热电特性稳定,电绝缘性能好,使用寿命长。

  ② 柔软,弯曲性能能好,使用方便。

  ③ 包覆层材料稳定可靠,具有一定的耐温性和耐寒性能。

  补偿导线结构和用途:

  ①补偿导线由芯线和绝缘包覆层组成;

  ②补偿导线应因芯线合金材质不同分为延长型和补偿型两种,延长型补偿导线有 NX ( 镍铬硅 - 镍硅镁) 、 KX ( 镍铬 10-镍硅 3 ) 、 EX ( 镍铬 10- 铜镍 45 ) 、 JX ( 铁 - 铜镍 45 ) 、 TX ( 铜 - 铜镍 45 ), 补偿型补偿导线有 SC 和 RC ( 铜 - 铜镍 0.6 ) 、 KC ( 铜 - 铜镍 40 ) 、 NC ( 铁 - 铜镍)等;

  ③补偿导线的绝缘 包覆层 与外套材料有聚氯乙烯,聚四氟乙烯,玻璃纤维,石英纱和陶瓷纤维等; 金属 屏蔽层有不锈钢网等;

  ④热电偶补偿导线与显示仪表、记录仪或计算机连接构成测温系统,广泛用于电力、冶金、石油、化工、轻纺等工业及国防、科研等部门。

什么是补偿导线?补偿导线作用的实质是什么

  四、补偿导线的工作原理

  在一定温度范围内,热电性能与热电偶热电性能很相近的导线称为热电偶的补偿导线。

  按热电偶中间温度定则,热电偶测温回路的总电势值只与热端和参比端的温度有关,而不受中间温度变化的影响,所以可用与热电偶材料相匹配的补偿导线来代替需要延伸的贵重热电偶材料,将参比端由热电偶接线盒延伸到仪表接线端,由补偿导线对原参比端温度进行补偿。

  补偿导线除了可减少测量误差外,还有以下优点:可改善热电偶测温线路的物理性能和机械性能,如采用多股线芯或小直径补偿导线可提高线路的柔韧性,使连接方便,也易于屏蔽外界干扰;可降低测量线路成本。

什么是补偿导线?补偿导线作用的实质是什么

  五、补偿导线作用的实质是什么?

  补偿导线作用的实质是热电偶的延长

  热电偶的补偿导线是在一定温度范围内(包括常温0)具有与所匹配热电偶热电动势相同标称值的一对带有绝缘层的导线,用他们连接热电偶与测量装置,相当于将热电偶延长到测量装置。

  由于”热电偶的补偿导线是在一定温度范围内(包括常温0)具有与所匹配热电偶热电动势相同标称值的一对带有绝缘层的导线“,它是可以在一定范围内构成热电偶(实际上补偿型的补偿导线和同分度热电偶是同材质的),根据热电偶的中间导体定律“在热电偶回路中接入中间导体(第三导体)只要中间导体两端温度相同,中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响。也就是说在不计热电偶的影响时,补偿导线也可以产生热电势,其大小等于热电偶尾端与测量装置之间的温差电势。

  正确使用时,热电偶的电势和补偿导线电势叠加,在冷热端温度不变的情况下,随着热电偶与补偿导线连接处的温度变化,热电偶的温差电势增大补偿导线的温差电势减小,反之亦然,达到补偿热电偶与测量装置之间的温度变化所产生的影响。 测量装置测到的是热电偶产生的热电势与补偿导线产生的补偿电势的叠加电势。

什么是补偿导线?补偿导线作用的实质是什么

  六、使用补偿导线注意事项

  1. 补偿导线的选择

  补偿导线一定要根据所使用的热电偶种类和所使用的场合进行正确选择。例如,K型偶应该选择K型偶的补偿导线,根据使用场合,选择工作温度范围。通常KX工作温度为-20~100℃,宽范围的为-25~200℃。普通级误差为±2.5℃,精密级为±1.5℃。

  2. 接点连接

  与热电偶接线端2个接点尽可能近一点,尽量保持2个接点温度一致。与仪表接线端连接处尽可能温度一致,仪表柜有风扇的地方,接点处要保护不要使得风扇直吹到接点。

  3. 使用长度

  因为热电偶的信号很低,为微伏级,如果使用的距离过长,信号的衰减和环境中强电的干扰偶合,足可以使热电偶的信号失真,造成测量和控制温度不准确,在控制中严重时会产生温度波动。

  根据我们的经验,通常使用热电偶补偿导线的长度控制在15米内比较好,如果超过15米,建议使用温度变送器进行传送信号。温度变送器是将温度对应的电势值转换成直流电流传送,抗干扰强。

  4. 布线

  补偿导线布线一定要远离动力线和干扰源。在避免不了穿越的地方,也尽可能采用交叉方式,不要平行。

  5. 屏蔽补偿导线

  为了提高热电偶连接线的抗干扰性,可以采用屏蔽补偿导线。对于现场干扰源较多的场合,效果较好。但是一定要将屏蔽层严格接地,否则屏蔽层不仅没有起到屏蔽的作用,反而增强干扰。

  上述文章就是对补偿导线相关作用于使用知识的概述,希望能够为有需要者提供一些帮助。

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