热电偶补偿导线电阻是多少，热电偶测量原理！补偿导线在使用中注意事项

很多朋友对热电偶补偿导线电阻是多少，热电偶测量原理！补偿导线在使用中注意事项不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

1、 热电偶（热电偶）测量原理

热电偶是一种测量温度的仪器。两种不同的导体或半导体连接起来形成闭环。焊接端称为热端（或工作端），与导线连接的端称为冷端。如果两端温度不同（热端为t，冷端为t0，tt0），则回路中就会产生热电动势E（简称热电势）。这种现象称为“热电效应”（塞贝克效应）。 ）。热电偶是利用热电效应原理制成的测量温度的仪器。热电偶测温系统由热电偶（感温元件）、毫伏测量仪表和连接线（铜线和补偿线）组成。热电偶材料已定时。热电势E 只是测量温度t 的函数。用仪器测量E值后，即可知道被测温度的大小。

2、 热电偶特性

测量精度高。由于热电偶与被测物体直接接触，不受中间介质的影响。

测量范围宽。常用的热电偶可在-50至+1600范围内连续测量。一些特殊热电偶可以测量低至-269（如金、铁、镍和铬）和高达+2800（如钨铼）的温度。

结构简单，使用方便。热电偶通常由两种不同的金属线组成，不受尺寸或开口的限制。它们外面有保护套，使用起来非常方便。

3、 热电偶分度号

标准化热电偶，按照IEC国际标准生产。热电偶的分度号主要有S、R、B、N、K、E、J、T等。其中S、R、B属于贵金属热电偶，N、K、E、J、T等。 T属于廉价金属热电偶。

S级的特点是抗氧化性强，应在氧化性和惰性气氛中连续使用。长期使用温度为1400，短期使用温度为1600。在所有热电偶中，S分度号的精度等级最高，通常作为标准热电偶使用；

与S分级模型相比，排热电动势约大15%，其他性能几乎相同。

B分度数的热电动势在室温下极小，因此测量时一般不需要补偿线。其长期使用温度为1600，短期使用温度为1800。它可以在氧化或中性气氛下使用，也可以在真空条件下短时间使用。

N指数的特点是1300高温抗氧化能力强，热电动势长期稳定性和短期热循环再现性好，抗核辐射和耐低温能力好。它可以部分替代S索引号。热电偶；

K级号的特点是抗氧化性强，应在氧化性和惰性气氛中连续使用。长期使用温度为1000，短期使用温度为1200。所有热电偶中应用最广泛的；

E分度号的特点是在常用热电偶中具有最大的热电动势，即灵敏度最高。应在氧化性和惰性气氛中连续使用，使用温度0-800；

J索引号的特点是既可用于氧化气氛（使用温度上限750）又可用于还原气氛（使用温度上限950），且耐腐蚀。耐H2和CO气体腐蚀。多用于炼油、化工行业；

T分度号的特点是所有低成本金属热电偶中精度等级最高，通常用于测量300以下的温度。

4、 热电偶冷端温度补偿

理论上，热电偶冷端的测量以0为标准。但通常仪器在测量时处于室温，但由于冷端不在0，导致热电势差减小，使得测量不准确，产生误差。因此，为减小误差而采取的补偿措施就是冷端温度补偿。

因此，常采用一些措施来消除冷端温度变化的影响，如冷端恒温法、冷端温度修正法、补偿导线法、补偿电桥法等。

(1)冷端恒温法

一般情况下，校准热电偶时，冷端温度为0。因此，常将冷端置于冰水混合物中，以保持0的恒温。在实验室条件下，通常将冷端放入装有绝缘油的试管中，然后放入装有冰水混合物的绝缘容器中，使冷端保持在0。

(2)冷端温度修正方法

由于热电偶的温度标度是在冷端温度保持在0时得到的，而与其配套使用的测量电路或显示仪表是根据这条关系曲线进行标定的，所以冷端温度不等于当温度为0时，仪表示值需要修正。如果冷端温度高于0，但恒定在t0，测得的热电势将小于热电偶的分度值。为了获得真实温度，可以采用中间温度定律，即通过以下公式进行修正：

E(t,0)=E(t,t1) + E(t1,0)

(3)补偿线法

由于热电偶的材料一般比较昂贵（特别是使用贵金属时），且测温点与仪表之间的距离很长，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿引线来连接热电偶。冷端（自由端）伸入温度相对稳定的控制室，与仪表端子连接。这是一种特殊的电线，有正负极性。选择某一对电线。当某种热电偶的热电特性符合小于100的范围时，只要该热电偶的冷端小于100，并将其连接到该热电偶的冷端，就相当于将热电偶连接到冷端。扩展来说，这有利于热电偶冷端的温度处理。如果移动后的冷端仍处于温度较高或波动较大的地方，此时的补偿导线就失去了作用。

使用补偿线时的注意事项

补偿导线的选择

必须根据所用热电偶的类型和使用场合正确选择补偿导线。例如K型电偶应选择K型电偶的补偿导线，并根据使用情况选择工作温度范围。通常kx工作温度为-20~100，宽范围为-25~200。普通级误差为2.5，精密级误差为1.5。

触点连接

使两个触点尽可能靠近热电偶端子，并尽量保持两个触点的温度一致。与仪表端子连接点的温度应尽可能一致。仪表柜内有风扇的地方，应保护好接触点，以免风扇直接吹到接触点上。

使用长度

由于热电偶的信号很低，在微伏级，如果使用的距离过长，信号的衰减加上环境中强电的干扰，会使热电偶的信号失真，导致温度不准确。测量和控制。当控制严格时会出现温度波动。

根据我们的经验，通常将热电偶补偿线的长度控制在15米以内比较好。如果超过15米，建议使用温度变送器来传输信号。温度变送器将温度对应的电位值转换成直流电流进行传输，抗干扰性强。

接线

补偿导线必须远离电源线和干扰源。当交叉不可避免时，应尽可能使用交叉路径，而不是平行路径。

屏蔽补偿导体

为了提高热电偶连接线的抗干扰能力，可采用屏蔽补偿线。对于现场干扰源较多的场合，效果较好。但屏蔽层必须严格接地，否则屏蔽层不但起不到屏蔽作用，反而会增强干扰。

(4)补偿电桥法

补偿电桥法利用不平衡电桥产生的电势来补偿冷端温度变化引起的热电偶热电势的变化。补偿电桥现已标准化。不平衡电桥（即补偿电桥）由电阻R1、R2、R3和RCu组成。其中，R1=R2=R3=1； Rs采用温度系数小的锰铜线绕制； RCu是用大温度系数的铜线绕制的补偿电阻。 0时，RCu=1； Rs的值可以根据所选用的电偶类型计算确定。该电桥串联在热电偶测量电路中。热电偶冷端和电阻RCu感受到的温度相同。在一定温度（通常为0）下，调整电桥的平衡，使R1=R2=R3=RCu。当冷端温度变化时，RCu随温度变化，破坏电桥的平衡，产生不平衡电压U。该电压与热电势叠加并一起发送到测量仪器。通过适当选择Rs的值，电桥产生的不平衡电压U基本上可以补偿一定温度范围内冷端温度变化引起的热电势变化。这样，当冷端温度变化到一定程度时，仪表仍能给出正确的温度指示。

(5)软件处理方法

对于计算机系统来说，没有必要仅仅依靠硬件来进行热电偶冷端处理。例如，如果冷端温度为常数但不为0，则只需在采样后添加与冷端温度对应的常数即可。

对于T0频繁波动的情况，可以利用热敏电阻或其他传感器将T0信号输入计算机，并根据计算公式设计一些程序，自动进行修正。对于后一种情况，必须考虑输入采样通道除了热电动势外，还应有冷端温度信号。如果多个热电偶的冷端温度不同，则必须分别采样。如果通道数过多，最好使用补偿线将所有冷端连接到同一温度，并且仅使用1个冷端温度传感器和1个输入通道来校正T0。冷端的集中也有利于提高多点检测的速度。

5、 正确使用

正确使用热电偶不仅可以准确获取温度值，确保产品合格，而且还可以节省热电偶的材料消耗，既省钱又保证了产品质量。安装不正确、导热系数和时间滞后误差是热电偶使用中的主要误差。

(1)安装不当引起的错误

例如，热电偶的安装位置和插入深度不能反映炉子的真实温度。也就是说，热电偶安装位置不要太靠近门或暖气，插入深度至少应为保护管直径的810倍；热电偶保护管与炉壁之间的间隙没有填充绝缘材料，导致热量逸出或冷空气侵入炉内。因此，热电偶保护管与炉壁孔之间的间隙要用耐火泥或石棉绳等绝缘材料堵住，以防冷热。空气对流影响测温精度；热电偶冷端距离炉体太近，导致温度超过100；热电偶的安装应尽量避开强磁场和强电场，因此热电偶和电源线不宜安装在同一管道内，以免引入干扰，造成误差；热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域。使用热电偶测量管道内气体温度时，热电偶必须逆着流量方向安装，并与气体充分接触。

(2)绝缘劣化引起的误差

如果热电偶是绝缘的，保护管、电缆板上污垢或盐渣过多，会导致热电偶与炉壁绝缘不良，在高温时情况更为严重。这不仅会造成热电势的损失，还会引入干扰。由此产生的误差有时会达到数百度。

(3)热惯性引入的误差

由于热电偶的热惯性，仪表的指示值滞后于被测温度的变化。在进行快速测量时，这种效应尤其突出。因此，应尽可能采用热电极较细、保护管直径较小的热电偶。当测温环境允许时，甚至可以将保护管去掉。由于测量滞后，热电偶检测到的温度波动幅度小于炉温波动幅度。测量滞后越大，热电偶波动幅度越小，与实际炉温的差异越大。当采用时间常数较大的热电偶进行温度测量或温度控制时，虽然仪表显示的温度波动很小，但实际炉温可能波动较大。为了准确测量温度，应选择时间常数小的热电偶。时间常数与传热系数成反比，与热电偶热端直径、材料密度和比热成正比。如果想要降低时间常数，除了提高传热系数外，最有效的方法就是尽量减小热端尺寸。使用时通常采用导热性能好、壁薄、内径小的材料制成的保护套。在较精确的温度测量中，采用不带保护套的裸线热电偶，但热电偶容易损坏，应及时校正和更换。

(4)热阻误差

高温时，如果保护管上有一层烟灰，上面粘附有灰尘，热阻就会增大，阻碍热量的传导。此时，温度指示值将低于测量温度的真实值。因此，热电偶保护管外部应保持清洁，以减少误差。

6、 故障排除

热电偶输入故障识别方法：

按照仪表接线图正确接线并上电后，仪表首先显示仪表的热电偶索引号，然后显示仪表量程。然后仪表下排数码管显示设定温度，仪表上排数码管显示测量温度。如果仪器上排数码管不显示加热元件的温度，而是显示“OVER”、“0000”或“000”等，则说明仪器输入部分有故障。仪器，并应进行以下测试：

将热电偶从仪器的热电偶输入端子上取下，然后用任意导线将仪器的热电偶输入端子短接。通电后，当仪器上方数码管显示接近室温的数值时，表明热电偶内部连接断路，应更换同类型热电偶。如果上述情况持续存在，则说明仪器的输入端子在运输过程中损坏，需要更换仪器。

将上述故障仪表上的热电偶拆下，换上旁边运行正常的同类型分度仪表所连接的热电偶。通电后，当原故障仪表上方数码管显示加热元件温度时，说明热电偶连接有故障。如果导线开路，请更换同类型的热电偶。

将故障热电偶从仪器上拆下，用万用表测量欧姆（R）*1，用万用表的两个表杆测量热电偶两端。如果万用表显示的电阻值很大，则说明热电偶有故障。热电偶内部连接断路，更换同型号热电偶。否则，有一定的电阻值，说明仪表输入端有问题，应更换仪表。

按仪表接线图接线正确。如果仪器上电后仪器上部数码管显示负值，则说明与仪器连接的“+”、“-”热电偶连接错误。再改一下就可以了。

接线正确。仪器运行时，仪器上排数码管显示的温度与实际测量温度相差40~70。差异更大，说明仪器的索引号和热电偶的索引号是错误的。根据热电偶分度号B、S、K、E等热电偶的温度与毫伏（MV）值的对应关系，在相同温度下，B分度号产生的毫伏值（MV）为最小的。S索引号次小，K索引号较大，E索引号最大，按此原则判断。

常见故障分析及处理：

以上知识分享希望能够帮助到大家！