온도 측정에서 열전대 보상 와이어의 정확한 사용

열전대 보상 와이어는 열전대 온도 측정에 널리 사용되었습니다. 열전대 보상 와이어의 원리, 기능, 행동 방법 및 예방 조치를 이해하면 Thermocouple 보상 와이어의 기능을 완전히 활용할 수 있습니다. 산업 생산에서 열전대는 온도 측정 및 제어를위한 온도 센서로 널리 사용되었지만 사람들은 이들에 익숙하지만 올바른 사용법에주의를 기울이지 않으면 온도 측정 및 제어에서 상당한 편차를 유발할 수 있으며 심각한 경우 직접 경제적 손실을 유발할 수 있습니다. 그러므로 진지하게 받아 들여야합니다.
1, 열전대의 온도 측정 원리 소개
두 개의 다른 균질 물질 A 및 B로 구성된 회로를 열전대라고합니다. A. 재료 B의 양쪽 끝에 연결된 접촉 지점은 각각 J1 및 J2로 표시됩니다. J1 및 J2의 접촉점의 온도 T1 및 T2가 다른 경우, 회로에서 전위가 생성되며, 이는 일반적으로 열전 전위라고합니다. A B- 타이밍의 재료 인 경우 열전 전위의 크기는 공식으로 표현 된 T1과 T2의 온도 차이에 따라 다릅니다.
eab (t1, t2)=eab (t1)+eba (t2)=eab (t1) -eb (t2) (1)
공식에서 : EAB (T1, T2) 재료는 B의 열전대가 접합 온도 T1과 T2 사이의 열전 전위차를 갖는다.
EAB (T1) - 온도가 T1 일 때 B 지점의 전위.
EAB (T2), EBA (T1) - A 지점 B 온도 T2에서의 전위는 크기가 같고 부호가 반대입니다.
열전대 재료를 통합하고 표준화하기 위해, 관련 국가 표준은 열전대 재료의 조성을 규정하고 B 순도의 구성 요소를 제공했으며 재료 B의 조합 형태는 K- 유형, S 형과 같은 단일 문자로 명명되었습니다. t 0로서, 다양한 유형의 열전대 교정 테이블이 쉽게 참조 및 계산을 위해 만들어집니다.
도 1의 형태와 비교하여, 공식 (1)은
eab (ti, t2)=eab (t1, t 0)-eab (t2, t 0) (2)
공식 (2)는 우리가 현재 사용하고있는 실질적인 공식입니다. t1 t2, eab (ti, t 0) 및 eab (t2, t 0)를 알고있는 한 졸업 테이블에서 찾을 수 있습니다.
두 개의 열전대 보상 와이어
먼저, 열전대의 연결 도체 법칙과 중간 온도 법칙을 분석 해 봅시다.
실제 응용 분야에서는 기기와 열전대 측정과 제어 사이의 거리가 항상 있습니다. 중간의 재료 C 및 D는 또한 두 개의 균질 물질입니다. 열전대에서 중간 도체의 법칙에 따르면, 측정 된 총 전위 EZ에 대한 표현은 다음과 같이 도출 될 수있다.
ez=eab (t1, t3)+ecd (t3, t2) (3)
방정식 (3)은 열전대 연결 도체의 법칙입니다. 연결이 한 섹션에 있지 않으면 총 전위 EZ도 각 섹션의 합입니다. 측정에서 측정 끝에서의 총 전위는 열전대 EAB (T1, T2)이며, 중간 연결에 의해 추가 전위가 생성되는 것을 방지하기 위해 기기 측정을 제어하는 ​​데 편리합니다. 표현은 :
eab (t1, t2)=ez=eab (t1, t3)+eab (t3, t2) (4)
식 (4)에서, T3을 중간 온도라고하므로, 이는 중간 온도 법칙이라고도합니다. 이를 위해서는 특정 재료 CD를 찾아야합니다. 그의 특성은 다음과 같습니다.
ecd (t3, t2)=eab (t3, t2) (5)
방정식 (5)을 만족시키는 재료를 열전대의 보상 와이어라고합니다. 열전대에는 여러 가지 유형이 있기 때문에 열전대 보상 와이어의 많은 유형이 있습니다.
3, 보상 와이어 사용 및 결과 오류 사용의 일반적인 오류
1. Thermocouple 보상 와이어의 양수 및 음극 단자를 열전대와 역전시킵니다.
열전대 보상 와이어의 양극 및 음의 극이 열전대의 양극 및 음의 극에 반대쪽으로 연결되고 열전대의 양극 및 음의 극이 기기의 양 및 음의 극에 올바르게 연결되어 K- 타입 열전대를 예제로 취합니다. 이 오류는 응용 분야에서 매우 일반적입니다. 연결 후 제어 된 객체의 온도 변화 추세는 디스플레이 기기와 일치하기 때문입니다. 또한, 많은 열전대 보상 와이어 제품은 현재 비표준 표지를 가지고있어 구별하기가 어렵습니다. 일부 제조업체는 색상에 잘못 표시됩니다. 아래는이 상황으로 인한 오류에 대한 분석입니다.
올바르게 연결되면 기기가 수신 한 총 열전 전위는 다음과 같습니다.
ez=ek (ti, t3)+ekx (t3, t2)=ek (t1, t3)+ek (t3, t2)=ek (t1, t2) (6)
중간 도체의 법칙에 따라 연결 오류로 인해 기기가받은 총 열전 전위는 다음과 같습니다.
ez=ek (T1, T3)+EKX (T3, T2) (7)
KX 확장 보상 와이어의 경우
e'kx (t3, t2) =- ekx (t3, t2) =-- ek (t3, t2) (8)
기기 측정 값으로 생성 된 오류를 계산하십시오
ez'-ez=ek (t1, t3) -ek (t3, t2) -ek (t1, t3) -ek (t3, t2) =-2 ek (t3, t2) (9)
일반 산업 용광로 근처의 온도는 제어실의 온도보다 8도 이상 높습니다. 따라서 결과 오류는 보상 와이어의 보상 값의 정확히 두 배입니다. K 형 열전대의 경우, 차동 전위 값은 일반적으로 약 40C/(μV)이며 측정 된 온도는 실제 온도보다 약 16도 낮습니다. 제어 온도가 600 도로 설정되면 실제 온도는 약 616도 여야합니다.
상기 분석에서, 열전대 보상 와이어의 양극 및 음의 극이 반전 될 때 보상에 실패 할뿐만 아니라 보상 와이어를 연결하지 않는 것과 비교하여 오류를 두 배로 늘립니다. 따라서 보상 와이어의 극성을 연결할 때 고려해야합니다.
2. 사용 된 보상 와이어 모델이 잘못되었습니다
동일한 유형의 보상 와이어가 동일한 유형의 열전대와 쌍을 이루면 선택한 유형의 보상 와이어가 올바르지 않은 경우 오류가 여전히 발생합니다. S 형 열전대가 사용된다고 가정하면, K- 타입 열전대의 보상 와이어 kx가 선택된다.
중간 도체의 법칙에 따르면 기기가받는 총 열전 전위는 다음과 같습니다.
E'Z (T1, T2)=es (T1, T3)+EKX (T3, T2) (10)
S 형 보상 와이어 SC가 보상 와이어의 자체 오차를 고려하지 않고 올바르게 사용되는 경우 기기에 의해 측정 된 총 전위는 EZ (T1, T2)=es (T1, T3)+ES (T3, T2)입니다 (11)
잘못된 보상 와이어를 선택하여 기기의 측정 값은 식 (10) - (11)에 표시된 오류가 발생했습니다.
ez'-ez=ekx (t3, t2) -es (t3, t2) (12)
S- 타입 열전대의 작동 온도가 900도이고 제어실의 주변 온도가 25 도인 경우 여전히 t 3-- t 2==8 학위에 따르면 S-Pair 및 K-Pair Calibration 테이블을 별도로 점검하고 잠재적 차이를 얻습니다.
ekx (t3, t2) -es (t3, t2) =0. 278mv
기기로 측정 된 온도는 실제 온도보다 높습니다. 기기가 900 도로 제어되면 실제 값은 875.1도에 불과하며 오류는 24.9도입니다.
위의 상황에서 극성이 다시 역전되면 기기 측정 값이 더 높아집니다. 기기에 900도를 표시하면 실제 온도는 933.2도이며 오류는 33.2도입니다.
3. 보정 와이어를 일반 와이어와 혼합합니다
실제 애플리케이션에서는 일반 와이어가 길이가 충분하지 않아 보상 와이어를 연결하는 데 사용되는 경우가 종종 있습니다.
4, 보상 와이어 사용을위한 예방 조치
1. 보정 와이어 선택
보상 와이어는 사용 된 열전대의 유형 및 사용되는 경우에 따라 올바르게 선택해야합니다.
2. 연락처 연결
두 접촉 지점의 온도를 열전대 단자에 최대한 가깝게 유지하십시오. 기기 터미널과의 연결 지점의 온도는 가능한 한 가깝습니다. 악기 캐비닛에 팬이있는 영역에서는 팬이 접촉 지점으로 직접 불어 오는 것을 방지하기 위해 접촉 지점을 보호해야합니다.
3. 길이를 사용하십시오
열전대의 신호는 마이크로 볼트 수준에서 매우 낮기 때문에 장거리에 사용되면 환경에서 신호 감쇠와 강한 전기 간섭이 열전대 신호의 왜곡을 유발할 수있어 온도 측정 및 제어가 부정확합니다. 심각한 경우, 제어 중에 온도 변동이 발생할 수 있습니다. 경험을 바탕으로 일반적으로 15 미터 이내에 열전대 보상 와이어의 길이를 제어하는 ​​것이 좋습니다. 15 미터를 초과하면 온도 송신기를 사용하여 신호를 전송하는 것이 좋습니다. 온도 송신기는 온도에 해당하는 전위 값을 전송을 위해 직류로 변환하고 강한 항 회의 능력을 갖습니다.