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满足上式有两种情况: A’=A,B’=B,即材质与热电偶相同,延伸型补偿导线; A’≠A,B’≠B,在一定温度范围内热电特性相同,补偿型补偿导线。 使用时应注意: 补偿导线只能与相应型号的热电偶匹配使用; 不得将极性接反; 补偿导线与热电偶连接点的温度,不得超过规定的使用温度范围; 两连接点温度必须相同。 §3.3 热电偶冷端补偿问题 1 计算法 热电偶测温时,热端为t℃,冷端为t0℃,测得的电势为E(t,t0)。 根据中间温度定律有:E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0) 可查表得E(t0,0),求出E(t,0),查表得t。 例:已知K型热电偶,在t0=35℃时,测得 EK(t,t0)=33.34mv。求t。 解:由P307分度表得 EK(30,0)=1.203, EK(40,0)=1.612, ∴ EK(35,0)=1.408mv ∴EK(t,0)=EK(t,t0)+EK(t0,0)=33.34+1.408=34.748, 经内插查表得t=836.1℃。 2 冷端恒温法 热电偶测温时,如果保持冷端为0℃,则可直接应用分度表,所以将冷端放置到冰点槽中,冰点槽保持在0℃。 3 仪表机械零点调整法 当冷端温度比较稳定时,测出t0,将显示仪表零点调整到t0,热电偶电势输入后,便可指示出热端温度t。 注意 此时是电势相加,E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0),不是温度相加。 4 补偿电桥法 在热电偶回路中串联一个不平衡电桥,此电桥输出的电压随冷端温度变化,从而修正热电偶冷端温度波动引起的误差。 Es=f(t)-f(t0),t0变化引起的热电势变化为ΔE; 电桥电压变化为ΔUab,当ΔE= ΔUab,则补偿。 §3.5 热电势的测量方法 常用的测量热电势的仪表有动圈式仪表、手动电位差计、电子电位差计和数字电压表等。 1 动圈式温度指示仪测量方法 工作原理 当动圈内流过电流时,动圈受到力的作用,作用方向由左手定则判定,与直径方向垂直。 F=nBLI (N) n:动圈匝数;I:电流(A);B:磁感应强度(T); L:动圈有效长度(m)。 由F产生的转动力矩为 M=F·2r=2nrLBI=nABI=C1I A:动圈面积(2rL)。 动圈在力矩的作用下产生转动,转过α角度,张丝也转过α,张丝产生反作用力矩Mf Mf=Kα K:与张丝性能及张力有关的系数。 当M=Mf时,动圈处于平衡位置,有 即动圈的偏转角α与流过动圈的电流成正比。 当动圈仪表输入为热电偶的热电势E(t,0)时, α=CI=CE(t,0)/Rtotal, 在回路总电阻Rtotal一定时,α与E(t,0)成正比。 测量线路中电阻的温度补偿 Rtotal=R内+R外 在R内中,由于动圈电阻Rd会随温度变化,需补偿; R外=热电偶电阻+补偿导线电阻+连接导线电阻, 需要用调整电阻,使R外=15Ω。 2 手动电位差计测量方法 形成已知电势的电路有两种: 分压线路:从滑线电阻上取出电压,与热电势进行比较; 桥式线路:从桥路两端取出电压,与热电势进行比较。 UJ33D-1数显电位差计 UJ36a直流电位差计 测量原理 应注意: 校正工作电流 校正工作电流I1是为了产生精确的电流,使得可以从触点位置确定热电势。 K打到标准侧有: EN-I1RN=i∑R ∑R包括检流计内阻、标准电池内阻。 调整RS,改变I1,使i=0,∴ I1=E/RN。 经过校正后,I1准确度好。 检流计G应有足够的灵敏度 检流计G的灵敏度直接影响到测量结果的准确性。 测量回路的总电阻要适当。 回路总电阻并不影响测量结果,但电阻过大的话,测量回路电流i很小,不利于检流计检出,造成测量误差。 热电偶测量温度误差分析 某200MW机组,正常运行时保持主蒸汽温度在535±5℃。温度测量系统由K型热电偶、补偿导线、WBC-57冷端补偿器、XCZ-101型动圈式指示仪表组成。 Ⅱ级K型热电偶,运行误差为±0.75%t(t为测量端温度)。主蒸汽温度为535℃时,运行误差为±4℃; K型补偿导线,精密级允许误差±1.5℃; WBC-57型补偿器,允许误差±(0.04+0.004?t)(?t为偏离20℃的温度绝对值)
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