熱電偶的接線問題

2013/7/3 10:20:50

在材料的熱處理(加工)過程中,常需要對溫度進行準確的測量,以便對整個過程進行平穩(wěn)地控制。尤其是實驗條件下,對所測量的溫度的準確度要求很高。在這些領(lǐng)域溫度的測量通常采用熱電偶傳感器來實現(xiàn)。熱電偶本身具有經(jīng)濟、測量誤差小等優(yōu)點。由于熱電偶在測量中產(chǎn)生的電信號是毫伏級的,若在熱電偶與測量設(shè)備的導(dǎo)線連接點上處理不當就會產(chǎn)生錯誤的測量結(jié)果。尤其在現(xiàn)場處理溫度測量值困難,需要將不同的測量點的信號集中引到中心測量站來分析時,或在熱處理過程中,需對幾個測溫點同時并行監(jiān)測或模擬分析時,需要在熱電偶回路中通過接點引線,此時必須保證在測量點和測量設(shè)備之間的電路的所有材料特性一致且連接點無誤差,才能避免電路產(chǎn)生的任何測量誤差。

熱電偶的測溫范圍可從-200℃∽1600℃,不同型號的熱電偶的測溫范圍也不同。按組成熱電偶的材料副的不同,可分為J、K、T型等型號,見表1。 表1 常見的熱電偶型號 熱電偶型號 材料副 溫度范圍(℃) 熱偶電壓(mV) J Fe-CuNi -210∽1200 -8.1∽69.5 K Ni-CrNi -200∽1372 -5.9∽54.9 T Cu-CuNi -200∽400 -5.6∽20.9 R Pt-PtRh13 -50∽1768 -0.2∽21.1 B PtRh6-PtRh30 -60∽1820 -0.006∽13.8 S Pt-PtRh10% -50∽1768 -0.2∽18.7 熱電偶是由二種不同材料的金屬絲組成的(例如銅線和銅鎳合金線)。它們的一端通過焊接或 搭接成一點作為測溫頭,另一端彼此絕緣地連接到測量設(shè)備上。當熱作用于測溫頭時,在這兩種不同的材料之間就會產(chǎn)生一種可測量的熱偶電壓(電子熱運動力)。通過檢測這個電壓就可以獲得測量點 處的溫度變化情況。如圖1所示。

圖1 由于不同的金屬材料副在一定的溫度下具有不同的電子熱運動力,因此各種熱電偶的測溫范圍各不相同。例如由鎳/鎳鉻合金材料組成的熱電偶 的測溫范圍為0∽1200℃,而由銅/銅鎳合金組成 的測溫范圍為-200℃∽600℃。

標準熱電偶可傳輸?shù)拈L度(從測量點到測量設(shè)備的距離)已由設(shè)計定型,然而現(xiàn)場經(jīng)常會遇到所需傳輸距離超過其有限的傳輸長度。為此就必須采用相同的導(dǎo)體材料將其延伸,而作為連接器件——接線端子就不可避免地被應(yīng)用??煽康慕泳€方法 是采用特殊材料制成的熱電偶接線端子。不同型號的熱電偶應(yīng)用不同型號的專用端子(見表2)。

表2 熱電偶端子型號 熱電偶型號 熱電偶端子型號

T MTKD-CU/CUNI J MTKD-FE/CUNI E MTKD-NICR/CUNI K MTKD-NICR/NI R MTKD-E-CU/A-CU B MTKD-S-CU/E-CU

市面上的通用接線端子不能用于熱電偶的接線,因為端子內(nèi)的導(dǎo)流條通常是用專用銅材料(如電解銅)制成的,與組成熱電偶 的銅材料不同。一旦用它接入熱電偶電路中,每個接點就相當于由兩種不同的材料連接在一起,即形成了新的熱電偶 。 與通用的組合接線端子按片提供不同,熱電偶接線端子是成對提供的。每對熱電偶端子的導(dǎo)流條是由不同的金屬材料做成的。針對不同型號的熱電偶,相應(yīng)有不同的接線端子。熱偶端子內(nèi)所用的 導(dǎo)電材料應(yīng)與組成熱電偶的導(dǎo)電材料完全一致,從而確保熱電偶信號在傳遞過程中的準確性。

圖2 通過熱電偶接線端子可將熱電偶的輸出端長距離地延長,而不會產(chǎn)生任何值得關(guān)注的測量誤差。當然,如果要傳輸?shù)木嚯x很遠,就不能采用這種方法,而應(yīng)首先將熱偶電壓通過一種溫度信號變送 器進行轉(zhuǎn)換、放大后,再傳輸。溫度傳感器的電壓信號可通過菲尼克斯的溫度變送器轉(zhuǎn)換成標準模擬信號0∽20mA或0∽10V信號輸出

審核編輯(
王靜
)
投訴建議

提交

查看更多評論
其他資訊

查看更多

超越傳統(tǒng)直覺,MATLAB/Simulink助力重型機械的智能化轉(zhuǎn)型

新大陸自動識別精彩亮相2024華南國際工業(yè)博覽會

派拓網(wǎng)絡(luò)被Forrester評為XDR領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)者

智能工控,存儲強基 | ??低晭砭手黝}演講

展會|Lubeworks路博流體供料系統(tǒng)精彩亮相AMTS展會