補償導線在廉金屬熱電偶校準過程中的使用

摘要:補償導線對廉金屬熱電偶的校準結果影響很大JJF1637-2017《廉金屬熱電偶校準規范》中明確提出補償導線必須作為廉金屬熱電偶校準過程中的配套設備之一,并有具體的技術要求。本文介紹了廉金屬熱電偶校準過程中補償導線的用途、常見類型和選用方法,以及注意事項。
0引言
       JJF1637-2017《廉金屬熱電偶校準規范》(以下簡稱“規范")中要求校準廉金屬熱電偶時參考端的連接方法是:將剝去絕緣層的銅導線--端與被校熱電偶參考端連接,置人裝有酒精或變壓器油的玻璃試管內,再均勻地插人參考端恒溫器內。實際工作中,很多被校熱電偶參考端由于偶絲直徑較粗、較硬、較短等原因,不能直接與銅導線-.端連接插入參考端恒溫器內,無法滿足校準需求,這時就需要使用補償導線延長被校熱電偶參考端來解決這個問題。
1補償導線的用途
       根據熱電偶的連接導體定律，只有選配與熱電偶熱電特性相同的導線與熱電偶連接,將熱電偶參考端延伸到溫度恒定的地方，才能不影響熱電偶的測溫正確性。因此,若選用普通銅導線連接，會給測量結果帶來較大影響,若將熱電偶參考端用相同的材料延長,理論上可以，但會造成材料的浪費,補償
        導線就是為解決這個矛盾而產生的。在一定溫度范圍內和所連接的熱電偶具有相同熱電特性的廉金屬導線,稱為熱電偶的補償導線。它由補償導線線芯、絕緣層和護套等組成。它的特點是在參考端溫度可能變化的范圍內(0℃~100℃或200℃),由補償導線兩極組成的熱電偶的熱電特性與所配熱電偶熱電特性相同，使得熱電偶回路中加入補償導線后,其熱電勢僅與測量端溫度和補償導線與電測儀器連接處溫度有關。因此，校準廉金屬熱電偶時應選用適當的補償導線.將其--端與被校熱電偶參考端連接，把被校熱電偶參考端移至補償導線輸出端,另一端與銅導線連接后再插入參考端恒溫器內，這樣就可以滿足校準需求。
2補償導線的常見類型和選用方法
廉金屬熱電偶主要有K、N、EJ.T五種類型,其對應的補償導線主要有KC、KX、NC、NX、EXJX、TX七種類型。補償導線型號及成分見表1。

2.1延長型和補償型補償導線
       補償導線按材料類型分為延長型和補償型。與所配用熱電偶的熱電極化學成分相同的補償導線稱為延長型補償導線,用字母“X"附在熱電偶分度號之后表示，如KX表示K型熱電偶用延長型補償導線。與所配熱電偶的熱電極化學成分不同的補償導線稱為補償型補償導線,用字母“C"附在熱電偶分度號之后表示,不同合金絲可以應用于同--分度號的熱電偶,并用附加字母區別，如KCA、KCB等。延長型和補償型補償導線的優缺點比較見表2。校準廉金屬熱電偶時應選用延長型補償導線,因為這種導線材料與所配用熱電偶的材料相同,在使用范圍內可以滿足校準精度的要求，不能使用補償型補償導線,因為這種導線材料與所配用熱電偶的材料不同,會給校準結果帶來不可忽視的誤差。

2.2準確級和普通級補償導線
       補償導線按熱電特性的允差分為準確級(符號S)和普通級。當熱電偶參考端溫度為0℃時，補償導線的允差見表3。規范中明確提出補償導線的技術要求為(室溫~70)℃時允許偏差+0.2℃,普通級補償導線很難滿足技術要求，因此，校準廉金屬熱電偶時應選用準確級補償導線。

2.3一般用和耐熱用補償導線
       補償導線按耐溫等級分為一般用（符號G）和耐熱用(符號H)。一般用補償導線溫度使用范圍:(-40~100)℃,耐熱用補償導線溫度使用范圍:(-40~200)℃,補償導線與熱電偶連接點的溫度不得超過規定的溫度使用范圍,因為超過規定的溫度使用范圍補償導線與熱電偶的熱電特性相差較大,會產生較大的測量誤差。校準廉金屬熱電偶時補償導線與被校熱電偶參考端連接點的溫度--般不超過100℃,因此，應選用一般用補償導線。
3補償導線使用時的注意事項
(1)補償導線只能用于校準2級廉金屬熱電偶,校準1級廉金屬熱電偶時不能使用補償導線。從原理上講,校準廉金屬熱電偶是不應該使用補償導線的，因為校準廉金屬熱電偶的目的是要確定廉金屬熱電偶本身回路中的熱電勢值,從而確定與分度表的誤差,而接人補償導線后,由于補償導線本身存在對分度表的誤差,會把補償導線的誤差疊加到被校熱電偶回路中,從而增大校準誤差,造成錯誤判斷。所以對精度要求較高的1級廉金屬熱電偶，校準時是不允許使用補償導線的。
(2)規范中提出補償導線的技術要求為(室溫~70)℃時允許偏差+0.2℃,這是指補償導線滿足+0.2℃時,數據處理時不用考慮補償導線的修正值,補償導線無法滿足+0.2℃時,數據處理時必須考慮補償導線的修正值。同時,建標時配備的補償導線必須滿足+0.2℃的要求。
(3)補償導線的使用長度約500mm。
(4)各種補償導線只能與相應型號的廉金屬熱電偶配用,型號不--致不能使用。
(5)補償導線有正、負極之分，使用時,正、負極性不得接錯,否則不僅起不到補償作用,而且還會造成更大的測量誤差。
如何判斷補償導線的型號和極性:將補償導線的兩端各剝去-一小段絕緣層,并將兩根導線的一端絞接在一-起.然后放入沸水中,兩根補償導線的另一端分別與銅導線連接后插人冰點槽中，再將銅導線引向電測儀器。所測補償導線的熱電勢若與表3中所列出的某一熱電勢相符合,便可知該補償導線的型號。據此,與電測儀器正端連接的電極即為補償導線的正極,與電測儀器負端連接的電極即為補償導線的負極。
(6)由于補償導線與廉金屬熱電偶的熱電特性并不完全相同,所以要求連接處的兩個接點溫度應盡量相同,否則將引人測量誤差。
(7)補償導線的絕緣層及護套應避免油漬浸濁而短路,影響補償導線的正常使用。