補償電纜在溫度測量中的使用問題

　　摘要：在熱電偶補償電纜接入熱電偶進行測溫時，經常會出現由于補償導線接錯、接反、超出使用范圍等問題，影響到測量結果的真實性。本文介紹了熱電偶補償電纜的工作原理、結構及分類，指出了現場使用中應注意的問題及如何正確使用熱電偶補償電纜，為我們在今后熱電偶補償電纜的使用中提供了一些參考。
　　
　　根據熱電偶測溫原理可知，熱電偶回路的大小不僅與熱端溫度有關，而且與冷端溫度有關，只有當冷端溫度保持不變，熱電勢才是被測熱端溫度的單值函數。熱電偶分度表和根據分度表刻度的顯示儀表都要求冷端溫度恒定為0℃，否則將產生測量誤差。然而在實際應用中，由于熱電偶的冷端與熱端距離通常很近，冷端（接線盒處）又暴露于空氣中，受到周圍環境溫度波動的影響，冷端溫度很難保持恒定，保持在0℃就更難。因此為了消除在測溫過程中冷端溫度變化和不為0~C時所產生的影響，必須進行冷端溫度補償。
　　
　　1、補償電纜結構及定義
　　
　　熱電偶補償電纜通常由合金絲、絕緣層、護套、屏蔽層組成。在一定溫度范圍內（包括常溫），具有與所匹配的熱電偶的熱電勢的標稱值相同的一對帶有絕緣層的導線，用它們連接熱電偶與測量裝置，以補償它們與熱電偶連接處的溫度變化所產生的誤差。
　　
　　熱電偶與測量裝置之間使用補償導線，其優點有二：
　　
　　（1）改善熱電偶測量線路的物理性能和機械性能，采用多股線芯或小直徑補償導線可提高線路的撓性，使接線方便，也可調節線路或屏蔽外界干擾；
　　
　　（2）降低測量線路成本，當熱電偶與測量裝置距離很遠，使用補償導線可以節省大量熱電偶材料，特別是使用貴金屬熱電偶時，經濟效益更為明顯。
　　
　　2、分類
　　
　　2．1熱電偶補償電纜按成分可分為兩種：
　　
　　（1）延長型補償電纜，其合金絲的名義化學成分及熱電動勢標稱值與配用的熱電偶相同，用字母“x”附在熱電偶分度號之后表示，例如“KX”表示K型熱電偶用延長型補償導線．
　　
　　（2）補償型補償電纜，其合金絲的名義化學成分與配用的熱電偶不同，但其熱電動勢在（0一lo）℃或（0～ZOO）℃時與配用的熱電偶的熱電動勢值相同，用字母“c”附在熱電偶分度號之后表示，例如“KC”．不同合金絲可以應用于同一分度號的熱電偶，并用附加字母區別，如“KCA”、“KCB”。
　　
　　2．2熱電偶補償電纜按使用溫度可分為一般用（標志G）和耐熱用（標志H）兩種。
　　
　　2．3熱電偶補償電纜按允許誤差可分為精密級（標志A）和普通級（標志B）兩種。
　　
　　2．4熱電偶補償電纜按線芯型式可分為單股線芯和多股線芯兩種。
　　
　　3、現場使用中的注意問題
　　
　　3．1根據熱電偶的計算公式：
　　
　　各種不同類型的補償電纜，其熱電特性是不一樣的，也就是說，在同一溫度下，各種補償導線只能與相應型號的熱電偶配用．如果在現場使用中將補償導線接錯了，儀表就不能反映真實溫度。　　
　　3．2補償電纜相當于一支在（0～lO）℃范圍內的熱電偶，故它的電流也是由正極經參考端流向負極，所以在與熱電偶連接時，補償導線的正極應接熱電偶的正極，負極應接熱電偶的負極．如將極性接反了，不但不能起到補償導線的作用，反而會抵消熱電偶的一部分熱電勢，使儀表的指示溫度偏低。
　　
　　3．3補償電纜和熱電偶連接點溫度在用到一般型補償導線時，規定使用溫度范圍為（0～lO）℃，但在用到耐熱型補償導線時，可以規定使用溫度范圍為（0～ZO）℃，但為了減少測量誤差，應當將熱電偶參考端移至離熱源較遠及環境溫度較恒定的地方。