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熱電偶補償導線知識.doc

1        結構及定義

熱電偶補償導線簡稱補償導線，通常由補償導線合金絲、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動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(yōu)點有二：1.改善熱電偶測溫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，是接線方便，也可調節(jié)線路電阻或屏蔽外界干擾；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(jié)省大量的熱電偶材料，特別是使用貴金屬熱電偶時，經(jīng)濟效益更為明顯。

2        術語及符號

2.1   延長型補償導線

延長型補償導線又稱延長型導線，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。

2.2   補償型補償導線

補償型補償導線又稱補償型導線，其合金絲的名義化學成分與配用的熱電偶不同，但其熱電動勢值在0-100℃或0-200℃時與配用熱電偶的熱電動勢標稱值相同，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(qū)別，如“KCA”、“KCB”。

2.3   允差

熱電偶用補償導線的允差是由于測量系統(tǒng)中引用了補償導線而產生的最大偏差，該值用微伏表示，其允差的大小分為精密級和普通級兩種。

2.4   符號

S——表示熱電特性為精密級補償導線。普通級補償導線不標字母；

G——表示一般用補償導線；

H——表示耐熱用補償導線；

R——表示線芯為多股的補償導線。線芯為單股的補償導線不標字母；

P——表示有屏蔽層的補償導線；

V——表示絕緣層或護套為聚氯乙烯材料（PVC）；

F——表示絕緣層為聚四氟乙烯材料；

B——表示護套為無堿玻璃絲材料。

3  補償導線的分類

3.1   品種

按照補償導線所匹配的熱電偶的品種列于表1。

 3.2   規(guī)格

補償導線的線芯型式、線芯股數(shù)、線芯標稱截面、合金絲直徑列于表2。

3.3   允差等級、使用條件分類

補償導線按照熱電特性的允差大小分為精密級和普通級兩種；按照使用溫度范圍分為一般用和耐熱用兩種。

3.4   結構形式

3.4.1 補償導線的線芯型式分為單股線芯和多股線芯兩種，線芯股數(shù)列于表2。

3.4.2 絕緣層、護套、屏蔽層

一般用補償導線的絕緣層和護套是以聚氯乙烯為主體材料；耐熱用補償導線的絕緣層是以聚四氟乙烯為主體材料，護套是以聚四氟乙烯或無堿玻璃絲（表面應涂有機硅漆或聚四氟乙烯乳液燒結）為主體材料。

屏蔽層采用鍍錫銅絲或鍍鋅鋼絲編織或用鋁（銅）復合帶繞包。

3.5   代號

補償導線產品代號、使用溫度范圍、絕緣層和護套的主體材料列于表3。

4  技術要求

4.1   絕緣層、護套與屏蔽層

4.1.1 補償導線的線芯絕緣層厚度、護套厚度及最大外徑應符合表4。

 4.1.2 絕緣層

一般用補償導線的絕緣層表面應平整、色澤均勻、無機械損傷；絕緣層厚度允差為表稱厚度的負10%，最薄處的厚度應不小于標稱值的90%減0.1mm；絕緣層應經(jīng)受交流50Hz，電壓為4000V的火花實驗不擊穿，實驗機的運行速度應保證絕緣層每點經(jīng)受電壓作用時間不小于0.1s。

耐熱用補償導線絕緣層厚度允差為標稱值厚度的負20%，最薄處的厚度應不小于標稱值的90%減0.1mm，絕緣線芯外徑允許局部放大，但粗大處外徑不應超過最大外徑值。

4.1.3 護套

凡用聚氯乙烯或聚四氟乙烯作護套，其護套應緊密包在線芯的絕緣層上，絕緣層與護套不粘連，表面應平整，顏色均勻。

護套厚度的允許偏差為標稱值厚度的負20%，最薄處的厚度應不小于標稱值的80%。用玻璃絲紡織的護套，其編織密度應不小于90%。

4.1.4 屏蔽層

編織密度不小于80%，斷頭處經(jīng)銜接后應修剪整齊；鋁（銅）復合帶應緊密貼在絕緣層上，不易松脫；屏蔽層的厚度不得大于0.8mm。

4.2   絕緣電阻

當周圍空氣溫度為15-35℃，相對濕度不大于80%時，補償導線的線芯間和線芯與屏蔽層之間的絕緣電阻每10米不小于5MΩ。

4.3   物理機械性能

一般用補償導線的絕緣層和護套的物理性能和老化性能應符合表5規(guī)定。

4.4   耐熱性能

耐熱用補償導線應經(jīng)受220±5℃歷時24小時耐熱性能試驗后，立即將試樣在5倍其直徑的圓柱體上彎曲180度后應表面無裂紋，補償導線的線芯間和線芯與屏蔽層之間的絕緣電阻每米不小于25MΩ。

 4.5   防潮性能

    耐熱用補償導線應經(jīng)受環(huán)境溫度40±2℃，相對濕度95±3%，歷時24小時防潮性能試驗后，補償導線的線芯間和線芯與屏蔽層之間的絕緣電阻每米不小于25 MΩ。

4.6   低溫卷繞性能

一般用補償導線應經(jīng)受-20℃的低溫卷繞試驗后，用目力觀察卷繞在試棒上的試樣的絕緣層應無任何裂紋。

［祖國萬歲 在 2008-11-18 10:39:48 編輯過］

［祖國萬歲 在 2008-11-18 10:40:52 編輯過］

熱電偶的基本工作原理演示

動畫演示說明：

1821年，德國物理學家賽貝克（T×J×Seebeck）用兩種不同金屬組成閉合回路，并用酒精燈加熱其中一個接觸點（稱為結點），發(fā)現(xiàn)放在回路中的指南針發(fā)生偏轉。如果用兩盞酒精燈對兩個結點同時加熱，指南針的偏轉角反而減小。顯然，指南針的偏轉說明回路中有電動勢產生并有電流在回路中流動，電流的強弱與兩個結點的溫差有關。
據(jù)此，賽貝克發(fā)現(xiàn)和證明了兩種不同材料的導體A和B組成的閉合回路，當兩個結點溫度不相同時，回路中將產生電動勢。這種物理現(xiàn)象稱為熱電效應。兩種不同材料的導體所組成的回路稱為“熱電偶”，組成熱電偶的導體稱為“熱電極”，熱電偶所產生的電動勢稱為熱電勢。熱電偶的兩個結點中，置于溫度為T的被測對象中的結點稱之為測量端，又稱為工作端或熱端；而置于參考溫度為T0的另一結點稱之為參考端，又稱自由端或冷端。
我們用毫伏表代替指南針，來演示賽貝克的實驗。當熱電偶兩個結點的溫差小的時候，即使它們均被加熱，毫伏數(shù)仍較��；兩個結點的溫差越大，電動勢就越大；當“熱端的溫度低于”冷端時，毫伏數(shù)為負值。