補償導(dǎo)線在廉金屬熱電偶校準(zhǔn)過程中的使用

摘要:補償導(dǎo)線對廉金屬熱電偶的校準(zhǔn)結(jié)果影響很大JJF1637-2017《廉金屬熱電偶校準(zhǔn)規(guī)范》中明確提出補償導(dǎo)線必須作為廉金屬熱電偶校準(zhǔn)過程中的配套設(shè)備之一,并有具體的技術(shù)要求。本文介紹了廉金屬熱電偶校準(zhǔn)過程中補償導(dǎo)線的用途、常見類型和選用方法,以及注意事項。
0引言
       JJF1637-2017《廉金屬熱電偶校準(zhǔn)規(guī)范》(以下簡稱“規(guī)范")中要求校準(zhǔn)廉金屬熱電偶時參考端的連接方法是:將剝?nèi)ソ^緣層的銅導(dǎo)線--端與被校熱電偶參考端連接,置人裝有酒精或變壓器油的玻璃試管內(nèi),再均勻地插人參考端恒溫器內(nèi)。實際工作中,很多被校熱電偶參考端由于偶絲直徑較粗、較硬、較短等原因,不能直接與銅導(dǎo)線-.端連接插入?yún)⒖级撕銣仄鲀?nèi),無法滿足校準(zhǔn)需求,這時就需要使用補償導(dǎo)線延長被校熱電偶參考端來解決這個問題。
1補償導(dǎo)線的用途
       根據(jù)熱電偶的連接導(dǎo)體定律，只有選配與熱電偶熱電特性相同的導(dǎo)線與熱電偶連接,將熱電偶參考端延伸到溫度恒定的地方，才能不影響熱電偶的測溫正確性。因此,若選用普通銅導(dǎo)線連接，會給測量結(jié)果帶來較大影響,若將熱電偶參考端用相同的材料延長,理論上可以，但會造成材料的浪費,補償
        導(dǎo)線就是為解決這個矛盾而產(chǎn)生的。在一定溫度范圍內(nèi)和所連接的熱電偶具有相同熱電特性的廉金屬導(dǎo)線,稱為熱電偶的補償導(dǎo)線。它由補償導(dǎo)線線芯、絕緣層和護(hù)套等組成。它的特點是在參考端溫度可能變化的范圍內(nèi)(0℃~100℃或200℃),由補償導(dǎo)線兩極組成的熱電偶的熱電特性與所配熱電偶熱電特性相同，使得熱電偶回路中加入補償導(dǎo)線后,其熱電勢僅與測量端溫度和補償導(dǎo)線與電測儀器連接處溫度有關(guān)。因此，校準(zhǔn)廉金屬熱電偶時應(yīng)選用適當(dāng)?shù)难a償導(dǎo)線.將其--端與被校熱電偶參考端連接，把被校熱電偶參考端移至補償導(dǎo)線輸出端,另一端與銅導(dǎo)線連接后再插入?yún)⒖级撕銣仄鲀?nèi)，這樣就可以滿足校準(zhǔn)需求。
2補償導(dǎo)線的常見類型和選用方法
廉金屬熱電偶主要有K、N、EJ.T五種類型,其對應(yīng)的補償導(dǎo)線主要有KC、KX、NC、NX、EXJX、TX七種類型。補償導(dǎo)線型號及成分見表1。

2.1延長型和補償型補償導(dǎo)線
       補償導(dǎo)線按材料類型分為延長型和補償型。與所配用熱電偶的熱電極化學(xué)成分相同的補償導(dǎo)線稱為延長型補償導(dǎo)線,用字母“X"附在熱電偶分度號之后表示，如KX表示K型熱電偶用延長型補償導(dǎo)線。與所配熱電偶的熱電極化學(xué)成分不同的補償導(dǎo)線稱為補償型補償導(dǎo)線,用字母“C"附在熱電偶分度號之后表示,不同合金絲可以應(yīng)用于同--分度號的熱電偶,并用附加字母區(qū)別，如KCA、KCB等。延長型和補償型補償導(dǎo)線的優(yōu)缺點比較見表2。校準(zhǔn)廉金屬熱電偶時應(yīng)選用延長型補償導(dǎo)線,因為這種導(dǎo)線材料與所配用熱電偶的材料相同,在使用范圍內(nèi)可以滿足校準(zhǔn)精度的要求，不能使用補償型補償導(dǎo)線,因為這種導(dǎo)線材料與所配用熱電偶的材料不同,會給校準(zhǔn)結(jié)果帶來不可忽視的誤差。

2.2準(zhǔn)確級和普通級補償導(dǎo)線
       補償導(dǎo)線按熱電特性的允差分為準(zhǔn)確級(符號S)和普通級。當(dāng)熱電偶參考端溫度為0℃時，補償導(dǎo)線的允差見表3。規(guī)范中明確提出補償導(dǎo)線的技術(shù)要求為(室溫~70)℃時允許偏差+0.2℃,普通級補償導(dǎo)線很難滿足技術(shù)要求，因此，校準(zhǔn)廉金屬熱電偶時應(yīng)選用準(zhǔn)確級補償導(dǎo)線。

2.3一般用和耐熱用補償導(dǎo)線
       補償導(dǎo)線按耐溫等級分為一般用（符號G）和耐熱用(符號H)。一般用補償導(dǎo)線溫度使用范圍:(-40~100)℃,耐熱用補償導(dǎo)線溫度使用范圍:(-40~200)℃,補償導(dǎo)線與熱電偶連接點的溫度不得超過規(guī)定的溫度使用范圍,因為超過規(guī)定的溫度使用范圍補償導(dǎo)線與熱電偶的熱電特性相差較大,會產(chǎn)生較大的測量誤差。校準(zhǔn)廉金屬熱電偶時補償導(dǎo)線與被校熱電偶參考端連接點的溫度--般不超過100℃,因此，應(yīng)選用一般用補償導(dǎo)線。
3補償導(dǎo)線使用時的注意事項
(1)補償導(dǎo)線只能用于校準(zhǔn)2級廉金屬熱電偶,校準(zhǔn)1級廉金屬熱電偶時不能使用補償導(dǎo)線。從原理上講,校準(zhǔn)廉金屬熱電偶是不應(yīng)該使用補償導(dǎo)線的，因為校準(zhǔn)廉金屬熱電偶的目的是要確定廉金屬熱電偶本身回路中的熱電勢值,從而確定與分度表的誤差,而接人補償導(dǎo)線后,由于補償導(dǎo)線本身存在對分度表的誤差,會把補償導(dǎo)線的誤差疊加到被校熱電偶回路中,從而增大校準(zhǔn)誤差,造成錯誤判斷。所以對精度要求較高的1級廉金屬熱電偶，校準(zhǔn)時是不允許使用補償導(dǎo)線的。
(2)規(guī)范中提出補償導(dǎo)線的技術(shù)要求為(室溫~70)℃時允許偏差+0.2℃,這是指補償導(dǎo)線滿足+0.2℃時,數(shù)據(jù)處理時不用考慮補償導(dǎo)線的修正值,補償導(dǎo)線無法滿足+0.2℃時,數(shù)據(jù)處理時必須考慮補償導(dǎo)線的修正值。同時,建標(biāo)時配備的補償導(dǎo)線必須滿足+0.2℃的要求。
(3)補償導(dǎo)線的使用長度約500mm。
(4)各種補償導(dǎo)線只能與相應(yīng)型號的廉金屬熱電偶配用,型號不--致不能使用。
(5)補償導(dǎo)線有正、負(fù)極之分，使用時,正、負(fù)極性不得接錯,否則不僅起不到補償作用,而且還會造成更大的測量誤差。
如何判斷補償導(dǎo)線的型號和極性:將補償導(dǎo)線的兩端各剝?nèi)?一小段絕緣層,并將兩根導(dǎo)線的一端絞接在一-起.然后放入沸水中,兩根補償導(dǎo)線的另一端分別與銅導(dǎo)線連接后插人冰點槽中，再將銅導(dǎo)線引向電測儀器。所測補償導(dǎo)線的熱電勢若與表3中所列出的某一熱電勢相符合,便可知該補償導(dǎo)線的型號。據(jù)此,與電測儀器正端連接的電極即為補償導(dǎo)線的正極,與電測儀器負(fù)端連接的電極即為補償導(dǎo)線的負(fù)極。
(6)由于補償導(dǎo)線與廉金屬熱電偶的熱電特性并不完全相同,所以要求連接處的兩個接點溫度應(yīng)盡量相同,否則將引人測量誤差。
(7)補償導(dǎo)線的絕緣層及護(hù)套應(yīng)避免油漬浸濁而短路,影響補償導(dǎo)線的正常使用。