横河大学:冷端补偿和热电偶响应时间的简要说明

  星星点点 ·  2 周前  ·  2909 次点击
基于#热电偶#的测温原理,冷端补偿是#热电偶#测温时的必须要素,但在实际应用中却很容易被忽略,如何保证冷端补偿的#精度#是保证#热电偶#测温#精度#的一个重要考量。另外,在快速温度测量应用中,我们往往对采集器等二次仪表的采样周期很关注,但是却忽略了与之匹配的#热电偶#的响应时间,错误选取#热电偶#从而影响实际测温效果。以下我们对冷端补偿和#热电偶#响应时间的相关内容做一个简要说明。

  冷端补偿

  冷端补偿主要分为内部补偿和外部补偿。内部补偿原理图如图1所示。

  

  图1 内部补偿原理

  内部补偿即#记录仪#等二次仪表提供冷端补偿,为了保证内部冷端补偿#精度#,除了采用高#精度#的测温#传感器#以外,如何实现端子等温化也非常重要。横河#记录仪#通过温度#传感器#(晶体管)的最佳配置和使用金属芯印制板的制作工艺(见图2)保证端子等温化。即便如此,当端子(测量仪表)放置环境温度产生剧烈变化,对#热电偶#测温结果也会产生较大的影响,因此,保证测量仪表放置环境稳定至关重要。

  

  图2 金属芯印制板工艺

  外部冷端补偿原理如图3。可以使用外置电子冰点补偿器(ZERO-CON)进一步提高测温#精度#。注意外置补偿器和测量仪器之间的接线是普通导线而非#热电偶#线。

  

  图3 外部补偿原理

  #热电偶#响应时间

  #热电偶#响应时间主要由#热电偶#线径和#热电偶#前端加工类型决定。#热电偶#前端类型如图4主要有露出型、#接地#型和#绝缘#型三种。

  

  图4 #热电偶#前端类型比较

  可见较常用的#绝缘##热电偶#和其他两种相比响应时间较慢,但是在抗#干扰#性方面有优势。#热电偶#前端加工类型和线径与响应时间的定量关系,不同温度#传感器#厂家有其特定的描述。例如图5是美国OMEGA#热电偶#(#接地#型/露出型)在特定#测试#条件下的线径和响应时间对应关系。若是选择#绝缘##热电偶#,响应时间常数应乘以1.5。响应时间定义为达到瞬时温度变化63.2%所需的时间。#测试#条件为室温、大气压力下空气流速为每秒20m。在高速测温的应用中,测量仪器采样时间和#热电偶#的响应时间要互相匹配。

  

  图5 OMEGA#热电偶#线径和响应时间对应关系

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