温度測定で熱電対補償ワイヤの正しい使用

熱電対補償ワイヤは、熱電対温度測定で広く使用されています。熱電対補償ワイヤの原理、関数、作用方法、および予防措置を理解している場合、熱電対補償ワイヤの機能を完全に利用できます。工業生産では、温度測定と制御のための温度センサーとして熱電対は広く使用されており、人々はそれらに精通していますが、正しい使用方法が注意を払わなければ、温度測定と制御に大幅な偏差を引き起こす可能性があり、重大な場合には経済的損失を直接引き起こす可能性があります。したがって、それは真剣に受け止められるべきです。
1、熱電対の温度測定原理の紹介
2つの異なる均質材料AとBで構成される回路は、熱電対と呼ばれます。 A.材料Bの両端で接続された接点ポイントは、それぞれJ1とJ2で表されます。 J1とJ2の接触点の温度T1とT2が異なる場合、通常、熱電ポテンシャルと呼ばれる回路で電位が生成されます。 aのタイミングの材料の場合、熱電ポテンシャルの大きさは、式で表されるT1とT2の温度差に依存します。
eab（t1、t2）= eab（t1）+eba（t2）= eab（t1）-eab（t2）（1）
フォーミュラでは、EAB（T1、T2）材料は、Bの熱電対T1とT2の間に熱電電位差を持っています。
EAB（T1）-A温度がT1の場合のポイントBでのポテンシャル。
EAB（T2）、EBA（T1）-AポイントBの温度T2でのポテンシャルは大きさが等しく、サインは反対です。
熱電対材料を統一して標準化するために、関連する国家基準が熱電対材料Aの構成をB純度のコンポーネントAの構成と提供し、材料Bの組み合わせ形式は、K型、Sタイプなど、単一の文字で名前が付けられています。 T 0、およびさまざまなタイプの熱電対キャリブレーションテーブルが作成され、簡単に参照されて計算されます。
図1のフォームと比較して、式（1）はに変換されます
eab（ti、t2）= eab（t1、t 0）-eab（t2、t 0）（2）
式（2）は、T1 T2（TI、T 0）とEAB（T2、T 0）が卒業表から見つけることができる限り、現在使用している実用的な式です。
2つの熱電対補償ワイヤ
まず、熱電対の接続導体法と中間温度則を分析しましょう。
実際のアプリケーションでは、機器と熱電対の測定と制御の間には常に距離があります。中央の材料CとDも2つの均質な材料です。熱電対の中間導体の法則によれば、測定された総潜在的なEZの表現は次のように導き出すことができます。
ez=eab（t1、t3）+ecd（t3、t2）（3）
式（3）は、熱電対接続導体の法則です。接続が1つのセクションにない場合、潜在的なEZの合計も各セクションの合計です。測定では、測定端の総電位が熱電対EAB（T1、T2）であることを願っています。これは、機器測定を制御して、中間接続によって追加の電位が生成されないようにするのに便利です。表現は次のとおりです。
eab（t1、t2）= ez=eab（t1、t3）+eab（t3、t2）（4）
式（4）では、T3は中間温度と呼ばれるため、中間温度の法則としても知られています。これには、特定の材料CDを見つける必要があります。彼の特性は次のとおりです。
ECD（T3、T2）= EAB（T3、T2）（5）
式（5）を満たす材料は、熱電対の補正ワイヤと呼ばれます。熱電対には多くの種類があるため、熱電対補償ワイヤには多くの種類があります。
3、補償ワイヤの使用と結果として得られるエラー
1.熱電対の熱電対補償ワイヤの正と負の端子を熱電対と接続します
熱電対補償ワイヤの正と負の極が熱電対の正と負の極に逆に接続され、熱電対の正と負の極が、k型熱一極を例として採取し、機器の正と負の極に正しく接続する場合。このエラーは、接続後、制御されたオブジェクトの温度変化傾向がディスプレイ機器と一致するため、アプリケーションでは非常に一般的です。さらに、多くの熱電対補償ワイヤー製品には現在、非標準の標識があるため、区別することが困難です。一部のメーカーは、色を誤ってラベル付けすることもあります。以下は、この状況によって引き起こされるエラーの分析です。
正しく接続されている場合、機器が受け取った総熱電電位は
ez=ek（ti、t3）+ekx（t3、t2）= ek（t1、t3）+ek（t3、t2）= ek（t1、t2）（6）（6）
接続エラーにより、中間導体の法則によると、機器が受け取った総熱電電位は
ez=ek（t1、t3）+ekx（t3、t2）（7）
KX拡張補償ワイヤの場合、あります
e'kx（t3、t2）=- ekx（t3、t2）=-- ek（t3、t2）（8）
機器測定値によって生成されたエラーを計算します
ez'-ez=ek（t1、t3）-ek（t3、t2）-ek（t1、t3）-ek（t3、t2）=-2 ek（t3、t2）（9）
一般的な工業用炉の近くの温度は、制御室の温度より少なくとも8度高くなっています。したがって、結果のエラーは、補償ワイヤの補償値の正確な2倍です。 k型熱電対の場合、差分電位値は一般に約40c/（μV）であり、測定温度は実際の温度よりも約16度低くなっています。制御温度が600度に設定されている場合、実際の温度は約616度でなければなりません。
上記の分析から、熱電対補償ワイヤの正と負の極が逆になっている場合、補償を補償できないだけでなく、補償ワイヤを接続しないのと比較してエラーを2倍にすることがわかります。したがって、接続する際には、補正ワイヤの極性を考慮する必要があります。
2。使用される補償ワイヤモデルは正しくありません
同じタイプの補償ワイヤが同じタイプの熱電対とペアになっている場合、選択したタイプの補正ワイヤが正しくない場合、エラーが発生します。 Sタイプの熱電対を使用していると仮定すると、K型熱電対の補正ワイヤKXが選択されます。
中間導体の法則によると、機器が受け取った総熱電電位は
e'z（t1、t2）= es（t1、t3）+ekx（t3、t2）（10）
S型補償ワイヤSCが補償ワイヤの自己誤差を考慮せずに正しく使用される場合、機器で測定される総電位はEZ（T1、T2）= ES（T1、T3）+ES（T3、T2）（11）です。
間違った補償ワイヤを選択したため、式（10） - （11）に示すように、機器の測定値はエラーをもたらしました。
ez'-ez=ekx（t3、t2）-es（t3、t2）（12）（12）
Sタイプの熱電対の動作温度が900度で、コントロールルームの周囲温度が25度であり、それでもt 3-- t 2==8程度に従って、SペアとKペアのカリブルテーブルを個別にチェックし、潜在的な違いを取得します。
EKX（T3、T2）-ES（T3、T2）=0。278mV
機器で測定された温度は、実際の温度よりも高くなります。機器が900度で制御されている場合、実際の値はわずか875.1度で、誤差は24.9度です。
上記の状況で極性が再び逆転すると、機器の測定値が高くなります。機器が900度を表示すると、実際の温度は933.2度で、誤差は33.2度です。
3.補償ワイヤと通常のワイヤの混合
実際のアプリケーションでは、長さが不十分なため、通常のワイヤが補償ワイヤを接続するために使用されるか、補償ワイヤが壊れた後に通常のワイヤの一部が接続されていることがよくあります。
4、補償ワイヤを使用するための注意事項
1。補償ワイヤの選択
補償ワイヤは、使用される熱電対のタイプと使用される機会に従って正しく選択する必要があります。
2。接続接続
2つの接点ポイントの温度を、熱電対端子にできるだけ近くに保つようにしてください。機器端子との接続ポイントの温度は、できるだけ近くにある必要があります。楽器キャビネットにファンがいる領域では、ファンが接点ポイントに直接吹き付けることを防ぐために、接点ポイントを保護する必要があります。
3。長さを使用します
熱電対の信号は非常に低いため、マイクロボルトレベルでは、長距離にわたって使用すると、環境での信号減衰と強い電気干渉が熱電対信号の歪みを引き起こし、不正確な温度測定と制御を引き起こす可能性があります。重度の場合、制御中に温度変動が発生する可能性があります。経験に基づいて、通常、15メートル以内の熱電対補償ワイヤの長さを制御する方が良いです。 15メートルを超える場合は、温度送信機を使用して信号を送信することをお勧めします。温度送信機は、温度に対応する電位値を伝送のために直接電流に変換し、強い干渉能力を持っています。