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由热电偶的测温原理可知，热电偶产生的热电势与热端（又称测量端）、参比端（又称冷端）的热电势有关，只有参比端温度t1 为零或恒定不变，热电势才是热端温度的单值函数（见图1）。
如果不补偿的话，则热电偶的参比端温度与仪表接线端温度t2间的温差t1-t2越大，测量误差也越大。
由于大多数热电偶的热电势与温度的关系近似线性，所以造成的测量误差大致等于上述温差。
以K 分度号的镍铬-镍硅热电偶为例，当t1=50℃，t2=20℃时，如热端温度为1000℃，则显示温度仅969℃，误差达31℃。
实际应用时，由于热电偶参比端的接线盒通常暴露在大气中，温度变化较大，如不采取措施，接线盒内温度既不可能为零，也不可能保持某个温度恒定不变，由此引起测量误差。
由于与热电偶相连的二次仪表（如显示器、记录仪）、I/O插卡等均带环境温度补偿，可对这些装置与热电偶的接线点（即仪表接线端）温度t2进行补偿。
由此可见，关键是如何对热电偶的参比端温度t1 进行补偿。
目前有多种参比端补偿方法，如恒温法、补偿电桥法、补偿热电偶法、补偿导线法等，但最常用的就是补偿导线法。
本文首先叙述补偿导线的原理和分类，然后介绍补偿导线应用中通常需要了解的几个问题。
二、补偿导线的工作原理及分类1、补偿导线的工作原理在一定温度范围内，热电性能与热电偶热电性能很相近的导线称为热电偶的补偿导线。
按热电偶中间温度定则，热电偶测温回路的总电势值只与热端和参比端的温度有关，而不受中间温度变化的影响，所以可用与热电偶材料相匹配的补偿导线来代替需要延伸的贵重热电偶材料，将参比端由热电偶接线盒延伸到仪表接线端，由补偿导线对原参比端温度进行补偿。
补偿导线除了可减少测量误差外，还有以下优点：可改善热电偶测温线路的物理性能和机械性能，如采用多股线芯或小直径补偿导线可提高线路的柔韧性，使连接方便，也易于屏蔽外界干扰；可降低测量线路成本。
2、补偿导线的分类从原理上分延长型和补偿型，延长型其合金丝的名义化学成分与配用的热电偶相同，因而热电势也相同，在型号中以"X"表示，补偿型其合金丝名义化学成分与配用的热电偶不同，但在其工作温度范围内，热电势与所配用热电偶的热电势标称值相近，在型号中以"C"表示。
教你正确使用热电偶补偿导线热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，如图2-1-1所示。
当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。
热电偶就是利用这一效应来工作的。
如何正确使用热电偶补偿导线等级：计量工程师昵称：我是美女金币：192积分：250发帖：59回帖：0注册：2006-11-2如何正确使用热电偶补偿导线（转载）摘要在使用热电偶进行温度测量中,热电偶补偿导线的使用比较普遍。
但经调查发现,很多地方由于没有正确使用补偿导线而出现很多问题。
本文介绍了补偿导线的原理,对常见错误使用的形式进行归纳,同时从理论上分析所产生的偏差,指出正确使用方法和注意事项。
关键词热电偶补偿导线使用方法误差热电偶补偿导线已经广泛用于热电偶温度测量中。
如果了解了热电偶补偿导线的原理、功能、作用方法和注意事项,就能充分发挥热电偶补偿导线的作用,否则就会适得其反。
某钢管生产企业新引进的一套球化炉装置,装置的二十多个测温点由于设备安装人员将热电偶正负极接反,且补偿导线还存在多接头现象,再加上设备使用人员对此知识的贫乏,在工作中因炉温不正确导致炉内产品报废,直接经济损失达一百多万元,教训不可谓不深刻。
实际上在众多热电偶测温现场,笔者发现用普通铜导线作连线的占40%,而使用补偿导线作连接线的仅占60%。
究其原因有二：一是由于热电偶设备使用操作人员不了解补偿导线功能,认为既然只要起到连接作用,普通导线即可。
二是设备制造商在安装热电偶时,用的连接线即为普通导线,而在使用者角度总认为设备安装人员都是专业人员,做法总是正确的,没能引起应有的怀疑。
在工业生产中,虽然热电偶作为温度传感器,已经广泛使用于温度测量和控制,人们对此也比较熟悉,但如果在使用中不注意正确的使用方法,就会给测温和控温造成很大的偏离,严重时会直接造成经济损失,所以应该引起重视。
热电偶导线连接不能随便用，否则会产生测量误差
某次在谈到热电偶话题，就讨论用两芯铜芯电缆接上热电偶，有没有影响？用过热电阻的都知道，用三芯铜芯电缆线接上对温度测量影响不大。
热电偶的实际应用具体分析
热电偶要从它工作原理了解它的使用，热电偶在整个测温回路产生的是热电效应，因此它的实际温度的热电势不仅跟它测量端有关，而且还跟它冷端温度有关。
由上述可知，热电偶测温实际温度只要它测量端的温度，那么它冷端温度是不能参与整个测温环节的，因此必须想办法给它消除。
严格的来说，冷端温度必须恒温在零度基本上就不会有测量误差产生。
但是根据热电偶的制作热端和冷端距离较近，它的接线柱也通常暴露于空气中，很容易受到周围环境影响。
可想而知，想恒温于零度是有难度的，必须采取相应措施。
上述所说，热电偶常用的补偿措施补偿导线法
补偿导线的使用解决冷端温度对实际温度测量影响。
这种补偿导线的优点，属于廉价金属材质，而且它跟热电偶一样具有热电性能。
常用热电偶补偿导线匹配图表
由上图所示补偿导线使用注意事项
1、不能误用
2、不能极性接反
3、使用温度范围须在0-100℃
4、与接线柱接点须同温 5.、额外进行补偿或修正
经过陈述之后，使用两芯铜芯电缆是不可取，热电偶产生的测量误差是消除不了，必须采取补偿导线解决冷端温度影响的测量误差。
使用热电偶补偿导线时的注意事项
1. 哎呀，你可一定要注意补偿导线的极性不能接反啊！就好比电池的正负极，接反了那可就出大问题啦！比如你把热电偶的正负极接错了，那测量出来的数据还能准吗？能不影响工作嘛！
2. 嘿，补偿导线的连接一定要牢固可靠呀！这就像是建房子，根基不牢怎么行呢？比如说要是连接不紧，松松垮垮的，在使用过程中突然断开了，那不就糟糕啦！
3. 记住喽，补偿导线可不能靠近高温源啊！不然它就像被火烤的巧克力一样会融化变形的哟！像有的地方温度特别高，你把补偿导线放那附近，这不就是自找麻烦嘛！
4. 注意啦注意啦，补偿导线不要和强电或强磁的线路靠得太近呀！这就好像两个爱吵架的人待在一起，肯定会互相干扰呀！比如说和高压线挨得很近，那信号还能好吗？
5. 千万千万，使用补偿导线时别让它受到机械损伤啊！它可不是铁打的，很脆弱的呀！就好比一个精致的瓷娃娃，你不小心磕着碰着了，不就坏了嘛！像在一些施工现场，不注意保护，很容易就把它弄伤啦！
6. 还有哦，要根据环境选择合适的补偿导线呀！这就好比你去不同的地方要穿不同的衣服一样。
要是在恶劣的环境用了不适合的补偿导线，那不等于白搭嘛！
总之，使用热电偶补偿导线一定要小心谨慎，这些注意事项可一个都不能马虎呀！。
补偿导线与热电偶连接端的温度不能超过100℃002010-09-08由于热电偶的热惰性使仪表的指示值落后于被测温度的变化，在进行快速测量时这种影响尤为突出。
带有保护套管的热电偶和热电阻有传热和散热损失,为了减少测量误差,热电偶和热电阻应该有足够的插入深度:初学者经常不按中间温度定律热点偶原理图来修正!假如需要测量是烟道内烟气的温度,尽管烟道直径为4m,热电偶或热电阻插入深度1m即可.绝缘变差而引入的误差如热电偶绝缘了从材料上分，热阻是一种金属材料，具有温度敏感变化的金属材料，热电偶是双金属材料，既两种不同的金属，由于温度的变化，在两个不同金属丝的两端产生电势差。
热电偶回路两接点(温度为T、T0)间的热电势，等于热电偶在温度为T、Tn 时的热电势与在温度为Tn、T0时的热电势的代数和。
Tn称中间温度。
应保持热电偶保护管外部的清洁，以减小误差。
现在正常使用铂热电阻Pt100，(也有Pt50、100和50代表热电阻在0度时的阻值。
在旧分度号中用BA1,BA2来表示,BA1在0度时阻值为46欧姆耐磨热电偶对于高温高压和高速流体的温度测量(如主蒸汽温度),为了减小保护套对流体的阻力和防止保护套在流体作用下发生断裂,可采取保护管浅插方式或采用热套式热电偶热电偶使用在温度较高的环境，如铂铑30---铂铑6(B型)测量范围为300度~~1600度,短期可测1800度。
S型测一20~~1300(短期1600),K型测一50~~1000，短期1200).XK型一50~~600(800),E型一40~~800(900).还有J型，T型等。
这类仪表一般用于500度以上的较高温度，低温区时输出热电势很，当电势小时，对抗干扰措施和二次表和要求很高,否则测量不准,还有，在较低的温度区域，冷端温度的变化和环境温度的变化所引起的相对误差就显得很突出，不易得到全补偿。
应用:由于热电偶E-T之间通常呈非线性关系,当冷端温度不为0℃时，不能利用已知回路实际热电势E(t,t0)直接查表求取热端温度值;也不能利用已知回路实际热电势E(t,t0)直接查表求取的温度值，再加上冷端温度确定热端被测温度值，需按中间温度定律进行修正。
热电偶补偿导线使用方法摘要:探讨热电偶补偿导线的应用机理,热电偶补偿导线的补偿作用与导线的连接、选材、温度及导线长度有关。
众所周知,热电偶补偿导线是一对化学成分不同的金属导线,在一定温度范围内与其所配接的热电偶具有相同的温度———热电势关系。
热电偶与二次仪表之间利用补偿导线连接,如果极性接得正确,就相当于热电极延长,使热电偶的冷端延长到温度较低(最理想的温度是0℃)且稳定的场合,以便进行冷端温度补偿,从而达到精确测温的目的。
而补偿导线的价格却比相应的热电极便宜得多。
目前,热电偶补偿导线在工业测温中已得到广泛的应用,且收到了比较满意的效果,但仍存在一些问题。
为此,本文作者就补偿导线的应用机理从几个不同的角度进行分析论证。
1补偿导线的补偿作用补偿导线的补偿可用中间温度定律证明。
设热电偶两热电极的材料分别为a与b,补偿导线的材料分别为a′和b′,4种材料与二次仪表构成一个闭合的测温回路,正确的接线方法应是a′与a相接,b′与b相接,如图1所示。
回路的总热电势包括两部分,即各结点的接触电势(也称珀尔贴电势)和各种材料自身两端温度不同而出现的温度差电势(也称汤姆逊电势)。
由电子理论可知,a与b结点在t温度下的接触电势为pab(t)=(kt/q)ln(na/nb),依此类推可得b与b′、b′与a′、a′与a诸结点在相应温度下的接触电势分别为式中:t、tn、t0为各结点的温度(k)。
na、nb、na′、nb′为热电极和补偿导线各自的自由电子密度。
q为电子电荷量(4.802×10-10绝对静电单位)。
k为波尔滋曼常数,1.38×10-16尔格/度。
回路中热电偶和补偿导线的汤姆逊电势的代数和分别为:式中:σ为汤姆逊系数,表示温差为1℃时所产生的电势值。
实验证明,回路中汤姆逊电势的代数和很小,可忽略不计,故整个测温回路中只考虑珀尔贴电势。
由中间温度定律可得回路总热电势为:而又:上式的结果说明,热电偶和补偿导线组成的回路中,在结点温度为t、tn、t0时,其总热电热等于热电偶在两端温度为t与tn时的热电势和补偿导线在两端温度为tn与t0时的热电势之代数和,因在一定温度范围(0~100℃)内,补偿导线的热电特性与所配电偶的热电特性一致,即ea′b′(tn,t0)=eab(tn,t0),可得:eabb′a′(t,tn,t0) =eab(t,tn)+eab(tn,t0)=eab(t,t0)。
正确使用热电偶补偿导线案例分析
本文通过工业现场十种错误使用热电偶补偿导线案例分析，与大家分享热电偶补偿导线正确使用方法、使用注意事项、热电偶测量回路故障判断及处理方法。
热电偶补偿导线技术参数和分类在此不做论述。
热电偶是工业现场使用广泛的温度传感器，热电偶、补偿导线和显示仪表、PLC 系统或DCS系统构成热电偶测温系统（如图1所示），热电偶回路中使用补偿导线后热电偶电势值仅与测量端温度和补偿导线与仪表连接处温度有关系，热电偶补偿导线的作用是延长热电极（即移动热电偶参考端）又节省高成本热电偶材料。
热电偶测温系统构成。
图1：热电偶测温系统示意
热电偶补偿导线是在一定温度范围内与所匹配的热电偶有相同热电势标称值的导线。
以下是工业现场常见的十种错误使用补偿导线案例，希望大家在看完案例分析后会有所收获。
1、使用普通电线做热电偶信号线，未使用补偿导线
某热处理企业热电偶信号直接由两芯铜电缆连接到控制室显示仪表，使用中频繁出现热处理工件不合格品，经云南云润仪表制造有限公司现场检查，出现次品原因为淬火温度偏差所致，淬火温度测量不准确是因为热电偶测温系统未按要求使用补偿导线。
根据热电偶测温原理可知，热电偶回路的热电势与测量温度和热电偶参考端温度
有关，安装在使用现场的热电偶参考端温度（指热电偶接线盒处温度）随环境温度变化而变化，不能恒定。
在热电偶参考端温度波动情况下，使用补偿导线将参考端延长到温度较稳定的环境或远离热源的环境来补偿热电偶参考端温度变化所产生的误差。
普通电线能传送热电偶测温时产生的mV信号，但不能补偿将热电偶参考端温度延长到仪表控制室，从而导致热电偶测温系统出现温度补偿不准确。
正确方法：热电偶信号传送必须使用热电偶补偿导线，禁止用电缆替代补偿导线。
2、不同分度号热电偶和热电偶补偿导线混用，引入测量误差
某单位使用S型热电偶测量炉膛温度，工作人员知道热电偶必须使用补偿导线，便用库存K型热电偶补偿导线将铂铑10-铂热电偶信号连接到显示仪表（如图2所示），使用中发现实际炉温与测量值偏差很大，后经云润公司将补偿导线更换更换为SC后测温恢复正常。
按照国家质量技术监督局规定，热电偶补偿导线的热电势及允许误差应符合JJG 351-1996工作用廉金属热电偶检定规程及有关标准的规定，不同分度号对应的热电偶补偿导线在同一环境温度下的所产生的热电势不同，将不同分度号热电偶与热电偶补偿导线混用，必然给热电偶测量系统引入热电偶参考端温度补偿误差。
正确方法：各种热电偶补偿导线必须与对应分度号的热电偶配用。
图2：热电偶与补偿导线不匹配
3、热电偶补偿导线绝缘层破损
在热电偶接线和安装使用过程中，偶尔会出现热电偶接线盒出线口处和补偿导线其他部位绝缘层磨损，故障现象表现为显示仪表或DCS系统温度显示值一般偏小。
正确方法：寻找补偿导线绝缘层破损点，重新进行绝缘处理，恢复仪表正常显示值。
4、热电偶补偿导线正负极性接反，引入测量误差
某化工厂在更换现场热电偶后出现温度测量值与实际温度有较大偏差，有时高有时低。
仔细检查后发现热电偶与补偿导线极性正负接反，按照极性调整补偿导线接线后故障消除。
热电偶和热电偶补偿导线都有正负极之分，补偿导线极性反接时仪表显示值变化很大：
（1）补偿导线极性反接后，当热电偶与补偿导线连接处温度高于控制室温度时，仪表显示温度低于实际测量温度。
（2）补偿导线极性反接后，当热电偶与补偿导线连接处温度低于控制室温度时，仪表显示温度高于实际测量温度。
（3）补偿导线极性反接后，当热电偶与补偿导线连接处温度与控制室温度相同时，仪表显示温度与实际温度相同。
经理论证明，热电偶补偿导线使用时将极性接反导致的误差约为不用补偿导线时的2倍。
不同型号热电偶补偿导线正极绝缘层颜色均为红色层，负极颜色不同，可根据绝缘层颜色区分补偿导线型号。
正确方法：正确区分热电偶及热电偶补偿导线正负极，极性不能反接。
补偿导线型
号
配套热电偶绝缘层颜色热电偶补偿导线护套颜色
一般用耐热用
正极负极普通级精密
级普通级精密
级
RC R型热电偶红绿黑灰黑黄SC S型热电偶红绿黑灰黑黄KCA K型热电偶红蓝黑灰黑黄KCB K型热电偶红蓝黑灰黑黄KX K型热电偶红黑黑灰黑黄
NC N型热电偶红灰黑灰黑黄NX N型热电偶红灰黑灰黑黄EX E型热电偶红棕黑灰黑黄JX J型热电偶红紫黑灰黑黄TX T型热电偶红白黑灰黑黄
热电偶补偿导线比较硬，导线与接线端子间在接线或使用过程中容易出现接触不良，此类故障现象反映为仪表或DCS系统无显示值或显示值超量程。
处理方法：紧固接线端子，消除接触不良故障，回复仪表正常测量显示。
普通热电偶补偿导线使用温度在0-100℃；耐高温补偿导线使用温度在0-200℃。
比如R型热电偶补偿导线Rc和S型热电偶补偿导线Sc均为补偿型补偿导线，在各类补偿导线中准确度最低，在0-60℃环境中使用误差较小，在0-150℃环境中使用有较大负误差。
正确方法：一般补偿型热电偶补偿导线使用环境温度不超过100℃，高温型热电偶补偿导线使用可达200℃
在热电偶补偿导线生产过程中单位长度内接头数量对于生产商而言有相关质国家量标准约束，生产商会做相应处理。
在长距离敷设补偿导线中长度不够需要接线，常见施工人员将补偿导线接头处拧在一起做绝缘处理后就投入使用，使用一段时间后出现测量不准，误差增加。
正确方法：如需要延长补偿导线长度，应将同型号补偿导线相同极性线相连接，连接牢固可靠并进行焊接，做绝缘处理后投入使用。
图3：热电偶补偿导线接头
8、补偿导线与动力电缆平行敷设，信号被干扰
某企业在施工过程中将热电偶补偿导线与电气动力平行敷设在同一电缆桥架中，系统投入使用后出现DCS系统显示热电偶温度忽高忽低，经反复检查确认为热电偶测量信号被动力线路干扰，由此引起温度测量误差最高达一百多度。
正确方法：施工过程中热电偶补偿导线与动力电缆同向敷设，将电力桥架与仪表信号桥架分别敷设，并采用屏蔽型补偿导线。
如避免不了补偿导线与动力电缆在同一桥架，桥架内部应设置屏蔽隔板或交叉敷设，最大程度降低热电偶信号被干扰机率。
9、长距离使用热电偶补偿导线，因信号衰减和干扰引入测量误差
热电偶测温时产生的电势值为mV信号，因补偿导线用长度增加出现信号衰减和现场磁电干扰耦合，使仪表或DCS系统温度显示值波动。
处理方法：
（1）需要长距离敷设补偿导线，补偿导线线径应不低于Φ1.5mm2，减少mV信号衰减。
（2）选用屏蔽型补偿导线，并将屏蔽层按规范接地（必须让屏蔽层在补偿导线一端接地，接地并入仪表信号接地网，禁止将接地并入工厂电气接地网），避免因屏蔽层接地不正确而引入测量误差。
（3）使用温度变送器，将就地热电偶信号转换为4-20mA信号传输，提高信号抗干扰能力。
10、热电偶选配热电偶温度变送器后，不需要补偿导线？
热电偶温度变送器通常安装在热电偶接线盒内和控制柜内，这是两种不同结构的温度变送器：
（1）温度变送器安装在热电偶接线盒内构成一体化热电偶温度变送器，热电偶偶丝直接接到温度变送器输入端上，输出为二线制4-20mA信号,变送器与显示仪表或DCS系统直接用双绞线或两芯屏蔽电缆连接，不使用热电偶补偿导线。
图4：一体化温度变送器不使用补偿导线
（2）如果温度变送器安装在控制柜内，热电偶与温度变送器之间连接必须使用补偿导线，变送器与显示仪表或DCS系统直接用双绞线或两芯屏蔽电缆连接，不使用热电偶补偿导线。
正确方法：热电偶温度变送是否使用补偿导线必须按实际应用来确定。
图5：连接热电偶和导轨式温度变送器必须使用补偿导线
正确使用热电偶补偿导线,相关从业人员需要了解热电偶工作原理和补偿导线工作原理,更要有强烈责任感和认真踏实的工作态度,这样才能避免上面所述错误发生,从而保证热电偶精确。
