热电偶配用补偿导线测温的误差分析及其实验研究（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）热电偶配用补偿导线测温的误差分析及其实验研究查美生清华大学核能技术设计研究院北京市100084【摘要】本文根据热电偶配用补偿导线的测温原理,进行了测温误差分析,给出了镍铬-镍硅(铝热电偶配用铜-康铜补偿线的测温误差修正值,并经实验验证。叙词:温度测量误差分析和修正热电偶和补偿导线TheErrorAnalysisandCorrectionforTemperatureMeasurementofaThermocouplewithCompensationLeadandExperimentalStudyZhaMeishengInstituteofNuclearEnergyTechnology,TsinghuaUniversity,Beijing100084Abstract:Onthebasisoftheprincipleoftemperaturewithcompensationlead,thispaperpresentstheerroranalysisandcorrectionmethodfortemperaturemea-surementofathermocoupewithcompensationlead.Thecorrectiontemperaturevalueofthetypeofk(NiCr-NiSithermocouplewithcopper-constantanleadwaspresented.Itwastestedbyexperiment.KeyWords:TemperatureMeasurement,ErrorAnalysisandCorrection,Thermo-coupleandCompensationLead.一、引言热电偶配用补偿导线测量温度十分普遍,有关的使用手册中规定补偿导线的使用温度范围是0~100℃或0~150℃。大多数用户误认为,只要使用温度没有超值,测温就是准确的,实际并非如此,例如,某电厂使用镍铬-镍硅配用补偿导线测量主蒸汽的温度,由于热电偶偶丝与补偿导线连结处的温度高达150℃,以致产生很大的温度测量误差,当时也没有意识到,结果发生了严重的事故,造成了一定的损失,事后查明原因是,连结点的温度太高。热电偶配用补偿线的原理测量误差的大小,实际使用时,要把连接点放在合适的温度处,或根据连结点的温度进行误差修正。本文运用热电偶配用补偿导线测温原理,分析了测温误差,提出了误差修正的方法,给出了镍铬-镍硅热电偶配用铜-康铜作补偿线的测温误差修正值,并经实验研究,验证了本文的分析结果。二、热电偶配用补偿导线测量温度的原理热电偶与补偿导线的连接方式如图1所示,图中A、B为热电偶偶丝,A′B′为补偿导,,31第6期·元件与应用·图1热电偶和补偿导线接线图势为:E=EAB(t,tn+AA′B′(tn,t0(1式中tn———偶丝和补偿导线连结点的温度在某一温度范围内,下式近似成立:EAB(tn,t0=AA′B′(tn,t0(2将(2式代入(1式得:E=EAB(t,tn+AAB(tn,t0E=EAB(t,t0(3(3式就是热电偶使用补偿导线的测温原理,公式说明,使用补偿导线后,相当于把热电偶的参比端移到温度t0处,另外,(3式成立的条件是,在某一温度tn时,EA′B′(tn,t0=AAB(tn,t0,或者在tn的某一范围内,EA′B′(tn,t0≈EAB(tn,t0,此时会引入测温误差。三、热电偶配用补偿导线测温误差分析对于同一介质温度t,使用热电偶和同种偶丝材料作延长线,以及热电偶和别的金属丝作补偿导线这两种测温体系来测定,连结点的温度为tn,测量简图如图2所示,这两种测量体系所测得的热电势分别为:图2测量简图EABBA(t,t0=EAB(t,tn+EAB(tn,t0(4EABB′A′(t,t0=EAB(t,tn+EA′B′(tn,t0(5令ΔE=EABBA(t,t0-EABB′A′(t,t0(6将(4和(5式代入(6式得:ΔE=〔EAB(t,tn-EAB(t,tn〕+〔EAB(tn,t0-EA′B′(tn,t0〕ΔE=EAB(tn,t0-EA′B′(tn,t0(7(7式说明,使用补偿导线后,两种测温体系测得的总的热电偶差值为在温差tn-t0下,热电偶偶丝和补偿导线的热电势之差。这个差值便是使用补偿导线后引入的误差。(7式还说明,ΔE是tn和t0的函数,在t0不变时,ΔE只与tn有关,也就是说,使用补偿导线引入的测温误差与偶丝和补偿导线连结点处的温度tn有关,在知道了热电偶材料、补偿导线材料和tn后,这个测温误差是可以修正的。