由于熱電偶制造工藝簡單,可靠耐用,成本低廉,在工業(yè)控制系統(tǒng)溫度測量中應(yīng)用廣泛。以下就使用中的測量誤差問題做一些說明。
熱電偶的測量原理,是將兩種不同的金屬絲材料一端熔接在一起,稱為熱端,也叫感溫端;另一端為自由端,也稱冷端或參考端。當(dāng)冷、熱兩端存在溫度差時,兩個自由端之間就會產(chǎn)生電勢差(見下圖)。
熱電偶的分度值都是在冷端為零度時測得的。基于熱電偶的測量原理,在常溫狀態(tài)下冷熱兩端處于同一溫場,沒有輸出電壓信號,跟標(biāo)準(zhǔn)分度值之間相差一個環(huán)境溫度。因此在實(shí)際使用時需要加入冷端補(bǔ)償,這樣儀表才能顯示正確的溫度值。由于熱電偶的安裝點(diǎn)和測量儀表安裝點(diǎn)之間往往存在一定距離,而測量室溫的傳感器在儀表一側(cè),這兩處必然有溫度差。因此必須采用補(bǔ)償導(dǎo)線來連接,相當(dāng)于將熱電偶冷端延伸至儀表,靠近室溫傳感器。
綜上所述,熱電偶溫度測量的誤差來源主要包含:熱電偶誤差,補(bǔ)償導(dǎo)線誤差,冷端補(bǔ)償誤差和測量儀表誤差。也就是說一個溫度測量系統(tǒng)的總體誤差是上述四項(xiàng)之和。
熱電偶誤差。主要由材料和制造工藝決定。等級越高誤差越小;
補(bǔ)償導(dǎo)線誤差。應(yīng)選擇跟熱電偶分度號相對應(yīng)型號的補(bǔ)償導(dǎo)線;
冷端補(bǔ)償誤差。通常都是在儀表內(nèi)部裝有感溫器件測量室溫。優(yōu)點(diǎn)是簡便,易于大;
批量生產(chǎn),缺點(diǎn)是測量精度較低,會受儀表內(nèi)部溫升影響。
BT117/118/119/618,BT820/829/900/909/905/9059系列儀表除了常規(guī)內(nèi)補(bǔ)償外,還具備高精度外補(bǔ)償功能,方法是外接一個CU50銅電阻,儀表自動識別并轉(zhuǎn)換至外補(bǔ)償模式。以96*96外形為例,接線見圖1、圖2:
圖1 熱電偶冷端和銅電阻靠在一起;
圖2 將熱電偶冷端和銅電阻置于密閉的恒溫盒中,具有最優(yōu)的補(bǔ)償精度。
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