常見(jiàn)補償導線(xiàn)使用中的錯誤和產(chǎn)生的誤差
      1. 熱電偶補償導線(xiàn)正負極與熱電偶接反
      如果將熱電偶補償導線(xiàn)的正負極與熱電偶正負極接反，而熱電偶的正負極與儀表的正極連接是正確的，以K型偶為例見(jiàn)圖4所示。這種錯誤在應用中比較普遍,因為連接后，被控制對象的溫度變化趨勢與顯示儀表是一致的。加之目前熱電偶補償導線(xiàn)產(chǎn)品很多標注不規范，難以辨認；有些甚至是生產(chǎn)廠(chǎng)家將顏色標錯。下面分析由于這種情況所產(chǎn)生的誤差。
      如果正確連接,儀表所接收的總熱電勢為
      EZ=EK（T1,T3）+EKX（T3,T2）=EK（T1,T3）+EK（T3,T2）
=EK（T1,T2）（6）
      因為連接的錯誤,根據中間導體定律,儀表所接收的總熱電勢為
      E′Z=EK（T1,T3）+EKX（T3,T2）（7）
      對于KX延伸型補償導線(xiàn),有
      E′KX（T3,T2）=-EKX（T3,T2）=-EK（T3,T2）（8）
      計算,儀表測量值由此產(chǎn)生誤差為
      EZ′-EZ=EK（T1,T3）-EK（T3,T2）-EK（T1,T3）-EK（T3,T2）
=2EK（T3,T2）（9）
      一般工業(yè)爐附近的溫度,至少比控制間的溫度高8℃。那么由此產(chǎn)生誤差正好是補償導線(xiàn)補償值的2倍。對于K型偶,微分電勢值基本在40℃/（μV）左右,測量溫度大約比實(shí)際溫度低16℃。如果控制溫度設定在600℃,實(shí)際溫度應該在616℃左右。
      從上面的分析可以看出，當熱電偶補償導線(xiàn)正負極接反，不僅沒(méi)有起到補償作用，誤差比不接補償導線(xiàn)還增加一倍，因此補償導線(xiàn)在連接時(shí)一定要注意極性。
      如果不能確定熱電偶補償導線(xiàn)極性時(shí),可以取一段補償導線(xiàn),將一端絕緣去掉后擰在一起,放在熱水杯中，用普通萬(wàn)用表直流電壓量程***低檔測量另一端的2根線(xiàn)，萬(wàn)用表上會(huì )顯示測量電壓的正負，信號的正極為補償導線(xiàn)的正極。
      2. 使用的補償導線(xiàn)型號不對
      同種補償導線(xiàn)配同種熱電偶,如果所選的補償導線(xiàn)種類(lèi)不對，一樣產(chǎn)生誤差。假設使用S型熱電偶，選擇了K型偶的補償導線(xiàn)KX，如圖5所示。
      根據中間導體定律,儀表所接收的總熱電勢為
      E′Z（T1,T2）=ES（T1,T3）+EKX（T3,T2）（10）
      如果正確使用S型偶補償導線(xiàn)SC,不考慮補償導線(xiàn)自身誤差,儀表測量的總電勢為EZ（T1,T2）=ES（T1,T3）=ES（T3,T2）（11）
      由于選錯了補償導線(xiàn)儀表測量值由此產(chǎn)生誤差為式(10)-式(11)
      EZ′-EZ=EK（T3,T2）-ES（T3,T2）-EK（T3,T2）-ES（T3,T2）（12）
      如果S型熱電偶工作溫度為900℃,控制間環(huán)境溫度為25℃,仍按照T3-T2=8℃,分別查S偶和K偶分度表,得出電勢差為
      EK（T3,T2）-ES（T3,T2）=0.278mV
      儀表測量溫度比實(shí)際溫度高。如果儀表控制在900℃時(shí),實(shí)際值只有875.1℃,誤差24.9℃。
      如果上述情況又將極性接反,儀表測量值偏高,儀表顯示900℃時(shí),實(shí)際溫度為933.2℃,誤差33.2℃。
      3. 補償導線(xiàn)與導線(xiàn)混用
      在實(shí)際應用中,經(jīng)常會(huì )發(fā)現由于補償導線(xiàn)不夠長(cháng)用普通導線(xiàn)連接,或補償導線(xiàn)斷后接上一段普通導線(xiàn),見(jiàn)圖6所示。
      圖6中給出了2種補償導線(xiàn)和普通導線(xiàn)混用的情況。對于圖6(B)的情況,用中間導體定律來(lái)分析,假定熱電偶的型號為Y（Y表示熱電偶分度號中的任一種）,補償導線(xiàn)為YX,儀表測量端的總熱電勢為
      E′Z=EY（T1,T3）+EYX（T3,Tn）+EC（Tn,T2）（13）
      如果Tn與T2溫度基本相等,EC（Tn,T2）=0,用導線(xiàn)連接沒(méi)有影響。
如果Tn與T2溫度不相等,因為有一段補償導線(xiàn),接點(diǎn)Tn也是遠離熱工設備周?chē)?Tn總是小于T3,在室溫下與T2差別不大時(shí),EC（Tn,T2)電勢較小,用導線(xiàn)連接影響不大。
      對于圖6(A)的情況,用中間導體定律來(lái)分析,為
      E′Z=EY（T1,T3）+eYX1C（Tn1）+eCY1X（Tn2）+ETX（T3,T2）（14）
      對于式(14)中,eYX1C（Tn1）、eCY1X（Tn2）、為補償導線(xiàn)中的任1個(gè)電極與連接導線(xiàn)的電勢。
      如果Tn1=Tn2,eYX1C（Tn1）+eCY1X（Tn2）=0,中間連接導線(xiàn)沒(méi)有影響。
      如果Tn1≠Tn2,eYX1C（Tn1）+eCY1X（Tn2）≠0,中間連接導線(xiàn)影響取決于補償導線(xiàn)的材料YX1與連接導線(xiàn)材料C的電勢以及Tn1、Tn2差值。eYX1C（Tn1）+eCY1X（Tn2）有可能是正,也有可能是負。折合成溫度值與采用的何種熱電偶有關(guān)。通常廉金屬熱電偶的微分電勢要大于貴金屬熱電偶。因此上述影響折合成溫度,貴金屬熱電偶影響要大些。
補償導線(xiàn)使用中注意事項
      1. 補償導線(xiàn)的選擇
補償導線(xiàn)一定要根據所使用的熱電偶種類(lèi)和所使用的場(chǎng)合進(jìn)行正確選擇。例如,K型偶應該選擇K型偶的補償導線(xiàn),根據使用場(chǎng)合,選擇工作溫度范圍。通常KX工作溫度為-20～100℃,寬范圍的為-25～200℃。普通級誤差為±2.5℃,精密級為±1.5℃。
      2. 接點(diǎn)連接
      與熱電偶接線(xiàn)端2個(gè)接點(diǎn)盡可能近一點(diǎn),盡量保持2個(gè)接點(diǎn)溫度一致。與儀表接線(xiàn)端連接處盡可能溫度一致,儀表柜有風(fēng)扇的地方,接點(diǎn)處要保護不要使得風(fēng)扇直吹到接點(diǎn)。
      3. 使用長(cháng)度
      因為熱電偶的信號很低,為微伏級,如果使用的距離過(guò)長(cháng),信號的衰減和環(huán)境中強電的干擾偶合,足可以使熱電偶的信號失真,造成測量和控制溫度不準確,在控制中嚴重時(shí)會(huì )產(chǎn)生溫度波動(dòng)。
根據我們的經(jīng)驗,通常使用熱電偶補償導線(xiàn)的長(cháng)度控制在15米內比較好,如果超過(guò)15米,建議使用溫度變送器進(jìn)行傳送信號。溫度變送器是將溫度對應的電勢值轉換成直流電流傳送,抗干擾強。
      4. 布線(xiàn)
      補償導線(xiàn)布線(xiàn)一定要遠離動(dòng)力線(xiàn)和干擾源。在避免不了穿越的地方,也盡可能采用交叉方式,不要平行。
      5. 屏蔽補償導線(xiàn)
      為了提高熱電偶連接線(xiàn)的抗干擾性,可以采用屏蔽補償導線(xiàn)。對于現場(chǎng)干擾源較多的場(chǎng)合,效果較好。但是一定要將屏蔽層嚴格接地,否則屏蔽層不僅沒(méi)有起到屏蔽的作用,反而增強干擾。