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控制补偿导线SCFF

对早期配热电偶的动圈式仪表来说，有5Ω、15Ω两种线路电阻的要求，当热电偶安装地点离动圈表较远时，或采用分度号K、N、E、J、T等包含有铜镍材料的补偿导线时，其线路电阻较大，选用时要注意选较大截面的补偿导线。比如选用外接15 Ω线路电阻 E分度号的动圈式仪表时，其配用的补偿导线截面为1.0 mm2、2.5 mm2 ，而对应的单位长度线路电阻分别为 1.25Ω/m和 0.5Ω/m， 则补偿导线的zui大允许长度仅为 12 m和 30 m。设计时如不留心，这个长度很容易超过，造成测量误差。
　　同称为铂铑-铂的热电偶有R、S两种分度号，分别代表铂铑13-铂和铂铑10-铂热电偶，前者在国内应用较少， 但其热电势较大（1600℃时R、S分度热电偶的热电势分别为18.849mV和16.777 mV），而在低温段 100℃ 时两者基本*（R、S 分度号的热电势分别为 0.647 mV和0.646 mV），200 ℃时稍有差别（R、S 分度号的热电势分别为 1.467 mV和1.441mV），所以目前国内市场上R、S分度号的补偿导线是通用的。如将市场上通常采购得到的S分度号的补偿导线用于R分度号的热电偶，在100℃以下*，即使到了耐热用补偿导线的极限温度200℃，当热电偶的热端温度分别为600℃、1000℃、1300℃时，所引起的误差仅为 2.5℃、2.2℃、2.0℃。
　　前面讲了这么多，都是说要用补偿导线去补偿热电偶参比端温度，但在常用热电偶中，分度号B的双铂铑（铂铑30-铂铑6）热电偶是一个例外，它没有的补偿导线，或者换一句话说，在实际应用中，它一般没有必要使用补偿导线。  双铂铑热电偶常用于1300~1600 ℃温度段的测温（≤1300℃ 通常采用铂铑-铂热电偶），其低温段的热电势出奇地低，如100℃时的热电势仅 0.033mV， 200℃时的热电势为0.178mV，与整个测温范围内（0~1800 ℃）每100℃的平均热电势为0 .700mV 比较,相差悬殊，所以即使不补偿，造成的误差也很小。例如当热端温度为1300℃和1600℃时，如参比端温度t1=100℃ 时，造成的误差为±3.0℃，如t1=120℃ 时，造成的误差为±5，.0℃ ，均达到使用普通级补偿导线 ±5℃的要求。但值得注意的是，如t1=200℃ 时，则可能造成±16.3℃的误差，因此对双铂铑热电偶来说，虽然在通常情况下可不使用补偿导线，但限制条件是参比端温度t1≤120℃，否则将造成较大的误差。在不常用的热电偶中，镍钴-镍铝热电偶200℃以下热电势几乎为零，可不用补偿导线，而镍铁-镍铜热电偶在50℃以下的热电势微乎其微，在这个温度范围内也不用补偿导线。
　　补偿导线是在一定温度范围内（包括常温0）具有与所匹配热电偶热电动势相同标称值的一对带有绝缘层的到导线，用他们连接热电偶与测量装置，以补偿它们与热电偶连接处的温度变化所产生的误差。
　　型 号 名 称
　　KX-FF 氟塑料绝缘氟塑料护套普通级K分度热电偶用补偿电缆
　　KX-FPF 氟塑料绝缘氟塑料护套铜丝编织分屏蔽普通级K分度热电偶用补偿电缆
　　KX-FPFP 氟塑料绝缘氟塑料护套铜丝编织分屏蔽及总屏蔽普通级K分度热电偶用补偿电缆
　　KX-FFP 氟塑料绝缘氟塑料护套铜丝编织总屏蔽普通级K分度热电偶用补偿电缆
　　KXS-FF 氟塑料绝缘氟塑料护套精密级K分度热电偶用补偿电缆
　　KXS-FPF 氟塑料绝缘氟塑料护套铜丝编织分屏蔽精密级K分度热电偶用补偿电缆
　　KXS-FPFP 氟塑料绝缘氟塑料护套铜丝编织分屏蔽及总屏蔽精密级K分度热电偶用补偿电缆
　　KXS-FFP 氟塑料绝缘氟塑料护套铜丝编织总屏蔽精密级K分度热电偶用补偿电缆
　　KX-FP3F 氟塑料绝缘铝/塑复合带分屏蔽氟塑料护套普通级K分度热电偶用补偿电缆
　　KX-FP3FP3 氟塑料绝缘铝/塑复合带分屏蔽及总屏蔽氟塑料护套普通级K分度热电偶用补偿电缆
　　KX-FFP3 氟塑料绝缘氟塑料护套铜丝编织铝/塑复合带总屏蔽普通级K分度热电偶用补偿电缆
　　KXS-FP3F 氟塑料绝缘铝/塑复合带分屏蔽氟塑料护套精密级K分度热电偶用补偿电缆
　　KXS-FFP3 氟塑料绝缘及护套铝/塑复合带总屏蔽精密级K分度热电偶用补偿电缆
　　KXS-FP3FP3 氟塑料绝缘铝/塑复合带分屏蔽及总屏蔽氟塑料护套精密级K分度热电偶用补偿电缆
　　注：
　　1、其它型号补偿电缆EX、SC、KC、NC、NX、BC、TX、JX，只需改写型号的*项，如EX-FF EX-FPF等。
　　2、对于铜带屏蔽的电缆只需将型号中的P3改写成P2即可，如KX-FP2F即是氟塑料绝缘铜带绕包分屏蔽氟塑料护套普通级K分度热电偶用补偿电缆。
　　3、还有一些特制的聚四氟乙烯薄膜与玻璃丝复合绝缘及护套的高温补偿电缆，如：KXHF4
　　其他指标
　　1.绝缘电阻:当周围空气温度为15-35℃,相对湿度不超过80%时,补偿导线成品线芯间和线芯与屏蔽层间的绝缘。
　　2.绝缘层及护套机械性能:绝缘层和护套的抗拉强度≥12.5N/m㎡,伸长率≥125% 。
　　3.阻燃性能:根据用户所需可以符合GB12666-1990A、B、C
　　补偿导线及补偿电缆外形尺寸和计算重量
　　注:Ⅰ带屏蔽或铝塑复合带的电缆外径略大于无屏蔽层的电缆
　　Ⅱ即有分屏蔽也有总屏蔽的电缆外径略大于只有分屏蔽的电缆
　　Ⅲ只有总屏蔽的电缆外径略小于只有分屏蔽的电缆
　　使用方式[1]与s型热电偶自由端的连接要方便可靠；保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。
　　s型热电偶冷端的温度补偿由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时）而测温点到仪表的距离都很远，，为了节省热电偶材料，降低成本，通常采用补偿导线把热电偶的冷端（自由端）延伸到温度比较稳定的控制室内，连接到仪表端子上。必须指出，热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。
　　各种s型热电偶温度与热电动势关系的分度表都是在冷端温度为零时作出的，因此，用热电偶测温时，若要直接应用热电偶的分度表，就必须满足t0=0℃的条件。这样，不但不是0℃，而且也不恒定，因t0此将引入误差。消除或补偿所能够这个误差的方法，常用的有以下几种：零度恒温法热电势修正法温度系数法冷端补偿器法Pn结补偿法冷端延长线法。
　　某一支s型热电偶测得的热电势为2934μV，冷端温度为Tn=30oC，求被测温度T。解：查表EAB(30,0)=1203μVEAB(T,0)=EAB(T,30)+EAB(30,0)=2934+1203=4137μV查表EAB(T,0)=4137μV,T=101oC.当冷端温度To=Tn不为0oC，只要Tn恒定已知，通过修正一个EAB（Tn，0oC），将测量值转移到冷端温度为0o的热电势C。
　　补偿导线的作用
　　要了解热电偶的温度补偿问题，就要从热电偶的原理作手，现只谈谈与之相关的热电偶闭合回路的总热电势和中间温度定则。前者说明了:对于已选定的热电偶，当参比端温度恒定时，则总的热电动势就成测量端温度的单值函数。即一定的热电势对应着一定的温度，而热电偶的分度表中，参比端温度均为0度。但在应用现场，参比端温度千差万别，不可能都恒定在0度，这就会产生测量误差，这就是热电偶要进行温度补偿的原因。在实际应用中常把热电偶的参比端称为冷端。
　　热电偶冷端温度补偿的方法有:
　　1．冰浴法 常用在实验室，即把参比端温度恒定在0度，但做起来成本高、难度大。
　　2．冷端温度校正法 常用在要求不高的现场，即当冷端温度无法恒定为0度，就需要对仪表的指示值进行修正。做起来容易但误差较大。
　　3．补偿电桥法 较少单独使用，是利用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶冷端温度变化所引起的热电势变化值。补偿电桥有单独产品，也有做在仪表内的。
　　4．补偿导线法 这是zui常用的方法，即把热电偶延长把冷端引至温度较稳定的地方(通常为控制室)，然后由人工来调正冷端温度，即把仪表零点调至室温,或由仪表内电路进行自动补偿。对于贵金属热电偶把热电偶延长也是不可能的，因为价格太高行不通，就用热电特性相近的金属来做延长导线，中间温度定则是应用补偿导线的理论基础。补偿导线并不能自动补偿热电偶冷端温度的变化，仅只是将热电偶冷端引至温度较稳定的地方而已，补偿还要由人工和仪表来进行。因此补偿导线应该叫做热电偶延长线，这样才不会给人造成错误的理解。

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　　1.工作温度：zui高200℃和260℃两种。
　　2.zui低环境温度；固定敷设-60℃；非固定敷设-20℃。
　　3.zui小弯曲半径：非铠装电缆不小于电缆外径的10倍，铠装电缆不小于电缆外径的12倍
　　热电偶补偿导线简称补偿导线，通常由补偿导线合金丝、绝缘层、护套、屏蔽层组成。在一定温度范围内(包括常温)、具有与所匹配的热电偶的热电动势的标称值相同的一对带有绝缘层的导线，用它们连接热电偶与测量装置，以补偿它们与热电偶连接处的温度变化所产生的误差。  热电偶与测量装置之间使用补偿导线，其优点有二：1.改善热电偶测温线路的物理性能和机械性能，采用多股线芯或小直径补偿导线可提高线路的挠性，是接线方便，也可调节线路电阻或屏蔽外界干扰；2.降低测量线路成本，当热电偶与测量装置距离很远，使用补偿导线可以节省大量的热电偶材料，特别是使用贵金属热电偶时，经济效益更为明显。术语及符号延长型补偿导线  延长型补偿导线又称延长型导线，其合金丝的名义化学成分及热电动势标称值与配用的热电偶相同，用字母“X"附在热电偶分度号之后表示，例如“KX"表示K型热电偶用延长型补偿导线。补偿型补偿导线  补偿型补偿导线又称补偿型导线，其合金丝的名义化学成分与配用的热电偶不同，但其热电动势值在0-100℃或0-200℃时与配用热电偶的热电动势标称值相同，用字母“C"附在热电偶分度号之后表示，例如“KC"。不同合金丝可以应用于同一分度号的热电偶，并用附加字母区别，如“KCA"、“KCB"。目前使用不多。 允差  热电偶补偿导线的允差是由于测量系统中引用了补偿导线而产生的zui大偏差，该值用微伏表示，其允差的大小分为精密级和普通级两种。符号  S——表示热电特性为精密级补偿导线。普通级补偿导线不标字母； G——表示一般用补偿导线； H——表示耐热用补偿导线；  R——表示线芯为多股的补偿导线。线芯为单股的补偿导线不标字母； P——表示有屏蔽层的补偿导线；  V——表示绝缘层或护套为聚氯乙烯材料(PVC)；
　　F——表示绝缘层为聚四氟乙烯材料； B——表示护套为无碱玻璃丝材料。 补偿导线的分类 品种  按照补偿导线所匹配的热电偶的品种列于表1。 规格  补偿导线的线芯型式、线芯股数、线芯标称截面、合金丝直径列于表2。 允差等级、使用条件分类  补偿导线按照热电特性的允差大小分为精密级和普通级两种；按照使用温度范围分为一般用和耐热用两种。 结构形式  补偿导线的线芯型式分为单股线芯和多股线芯两种，线芯股数列于。 绝缘层、护套、屏蔽层  一般用补偿导线的绝缘层和护套是以聚氯乙烯为主体材料；耐热用补偿导线的绝缘层是以聚四氟乙烯为主体材料，护套是以聚四氟乙烯或无碱玻璃丝(表面应涂有机硅漆或聚四氟乙烯分散液烧结)为主体材料。  屏蔽层采用镀锡铜丝或镀锌钢丝纺织或用复合铝(铜)带绕包。 代号  补偿导线产品代号、使用温度范围、绝缘层和护套的主体材料列于表3。技术要求  绝缘层、护套与屏蔽层  补偿导线的线芯绝缘层厚度、护套厚度及zui大外径应符合表4。 绝缘层  一般用补偿导线的绝缘层表面应平整、色泽均匀、无机械损伤；绝缘层厚度允差为表称厚度的负10%，zui薄处的厚度应不小于标称值的90%减0.1mm；绝缘层应经受交流50Hz，电压为
　　4000V的火花实验不击穿，实验机的运行速度应保证绝缘层每点经受电压作用时间不小于0.1s。  耐热用补偿导线绝缘层厚度允差为标称值厚度的负20%，zui薄处的厚度应不小于标称值的90%减0.1mm，绝缘线芯外径允许局部放大，但粗大处外径不应超过zui大外径值。 护套  凡用聚氯乙烯或聚四氟乙烯作护套，其护套应紧密包在线芯的绝缘层上，绝缘层与护套不粘连，表面应平整，颜色均匀。  护套厚度的允许偏差为标称值厚度的负20%，zui薄处的厚度应不小于标称值的80%。用玻璃丝纺织的护套，其编织密度应不小于90%。 屏蔽层  编织密度不小于80%，断头处经衔接后应修剪整齐；复合铝(铜)带应紧密贴在绝缘层上，不易松脱；屏蔽层的厚度不得大于0.8mm。  绝缘电阻  当周围空气温度为15-35℃，相对湿度不大于80%时，补偿导线的线芯间和线芯与屏蔽层之间的绝缘电阻每10米不小于5MΩ。 物理机械性能  一般用补偿导线的绝缘层和护套的物理性能和老化性能应符合表5规定。 耐热性能  耐热用补偿导线应经受220±5℃历时24小时耐热性能试验后，立即将试样在5倍其直径的圆柱体上弯曲180度后应表面无裂纹，补偿导线的线芯间和线芯与屏蔽层之间的绝缘电阻每米不小于25MΩ。 防潮性能  耐热用补偿导线应经受环境温度40±2℃，相对湿度95±3%，历时24小时防潮性能试验后，补偿导线的线芯间和线芯与屏蔽层之间的绝缘电阻每米不小于25 MΩ。 低温卷绕性能  一般用补偿导线应经受-20℃的低温卷绕试验后，用目力观察卷绕在试棒上的试样的绝缘层应无任何裂纹。

补偿导线在使用中注意事项    1. 补偿导线的选择     补偿导线一定要根据所使用的热电偶种类和所使用的场合进行正确选择。例如,k型偶应该选择k型偶的补偿导线,根据使用场合,选择工作温度范围。通常kx工作温度为-20～100℃,宽范围的为-25～200℃。普通级误差为±2.5℃,精密级为±1.5℃。     2. 接点连接     与热电偶接线端2个接点尽可能近一点,尽量保持2个接点温度*。与仪表接线端连接处尽可能温度*,仪表柜有风扇的地方,接点处要保护不要使得风扇直吹到接点。    3. 使用长度     因为热电偶的信号很低,为微伏级,如果使用的距离过长,信号的衰减和环境中强电的干扰偶合,足可以使热电偶的信号失真,造成测量和控制温度不准确,在控制中严重时会产生温度波动。     根据我们的经验,通常使用热电偶补偿导线的长度控制在15米内比较好,如果超过15米,建议使用温度变送器进行传送信号。温度变送器是将温度对应的电势值转换成直流电流传送,抗干扰强。    4. 布线     补偿导线布线一定要远离动力线和干扰源。在避免不了穿越的地方,也尽可能采用交叉方式,不要平行。    5. 屏蔽补偿导线     为了提高热电偶连接线的抗干扰性,可以采用屏蔽补偿导线。对于现场干扰源较多的场合,效果较好。但是一定要将屏蔽层严格接地,否则屏蔽层不仅没有起到屏蔽的作用,反而增强干扰。    热电偶用补偿导线的作用     是来延伸热电极即移动热电偶的冷端，与显示仪表联接构成测温系统。本产品等效采用IEC 584-3《热电偶第三部份－补偿导线》国家标准。绝缘层和护层选用进口优质氟塑料，并采用整体连续挤出新工艺，使该产品具有优良的耐酸、碱、耐磨和不燃延之性能，可浸入油水中*使用。使用温度在60-205-260℃，属于当代*水平。产品主要应用于各种测温装置，已被广泛用核电、石油、化工、冶金、电力等部门。    热电偶补偿导线的作用     是来延伸热电极即移动热电偶的冷端，与显示仪表联接构成测温系统。本产品采用GB／T 4989-94《热电偶用补偿导线》国家标准(等效采用IEC584-3《热电偶第三部分—补偿导线》标准)，绝缘层和护层选用进口优质氟塑料，并采用整体连续挤出新工艺，使该产品具有优良的耐酸，碱、耐磨和不燃延之性能，可浸入油水中*使用。使用温度 —60—205—260℃，属于当代*水平。产品主要应用于各种测温装置，已被广泛用于石油、化工、冶金、电力等部门。    热电偶补偿导线主要技术指标：     热电偶补偿导线号按产品的品种划分为SC、KC、KX、EX、JX、TX、NC    其中：a)型号*个字母与热电偶的分度号相对应；    b)字母“X”表示延伸型补偿导线(型别)；    c)字母“C”表示补偿型补偿导线(型别)。    注：SC型补偿导线可配用R型分度号热电偶     结构特征、绝缘层、护层材料、使用温度 使用分类、允差等级、护层着色标志     绝缘层及护层 使用温度    材料 符号     聚氟乙烯 PVC -25～70℃    -25～105℃     聚全氟乙丙烯 FEP -60～205℃     可溶性聚四氟乙烯 PFA -60～260℃    结绝示意    护层 绝缘层 合金丝 护层 屏蔽层 合金丝    使用分类 标志 允许登记及护层着色    普通级 精密级     一般用 G （黑色） S（灰色）    耐热用 H （黑色） S（灰色）     产品标号（标记） 补偿导线合金丝和绝缘层颜色    配用热电     偶分度号 一般用（G）    产品标号 耐热用（H）      1、补偿线缆按产品品种划分为:SC BC KC KX JX TX EA,其中字母“×” 表示延伸型补偿导线，字母     “C”表示补偿线缆其热电势和电阻值符合下表规定：    2、补偿线缆防潮试验的绝缘电阻在40℃水中24小时后不小于（10米）25MΩ.     3、补偿线缆耐热老化24小时后进行5倍外径试验，经电压试验5000V/1min不击穿。     订的时候需标明型号、 规格、线芯截面、 线芯数 、屏蔽方式和数量

选择热电偶补偿导线时要知道热电偶补偿导线所处的环境温度及现场工矿状况，根据现场环境温度情况选择合适的补偿导线护套，一般环境温度在-25～105℃时选择聚氟乙烯护套，环境温度在-60～205℃时选择聚全氟乙烯作为补偿导线的护套，而在-60～260℃时则选择聚四氟乙烯作为热电偶补偿导线的护套。所以在选择时一定要注意现场工矿情况。

1.在工业温度测量和温度控制中正确使用补偿导线       工业温度测量、控制中,热电偶使用的位置总是距测量、控制表有一定的距离,因而从热电偶的输出端到测量、控制表的输入端,需使用补偿导线连接。由于热电偶和补偿导线均有正负极,故接线时应该正极与正极连接,负极与负极连接。   2.常见补偿导线使用中的错误和产生的误差  1. 热电偶补偿导线正负极与热电偶接反       如果将热电偶补偿导线的正负极与热电偶正负极接反,而热电偶的正负极与仪表的正极连接是正确的。这种错误在应用中比较普遍,因为连接后,被控制对象的温度变化趋势与显示仪表是*的。加之目前热电偶补偿导线产品很多标注不规范,难以辨认；有些甚至是生产厂家将颜色标错。   一般工业炉附近的温度,至少比控制间的温度高8℃。那么由此产生误差正好是补偿导线补偿值的2倍。对于K型偶,微分电势值基本在40℃/（μV）左右,测量温度大约比实际温度低16℃。如果控制温度设定在600℃,实际温度应该在616℃左右。      从上面的分析可以看出,当热电偶补偿导线正负极接反,不仅没有起到补偿作用,误差比不接补偿导线还增加一倍,因此补偿导线在连接时一定要注意极性。      如果不能确定热电偶补偿导线极性时,可以取一段补偿导线,将一端绝缘去掉后拧在一起,放在热水杯中,用普通万用表直流电压量程zui低档测量另一端的2根线,万用表上会显示测量电压的正负,信号的正极为补偿导线的正极。       2. 使用的补偿导线型号不对  同种补偿导线配同种热电偶,如果所选的补偿导线种类不对,一样产生误差。        3. 补偿导线与导线混用  在实际应用中,经常会发现由于补偿导线不够长用普通导线连接,或补偿导线断后接上一段普通导线   3.补偿导线使用中注意事项     1. 补偿导线的选择       补偿导线一定要根据所使用的热电偶种类和所使用的场合进行正确选择。例如,K型偶应该选择K型偶的补偿导线,根据使用场合,选择工作温度范围。通常KX工作温度为-20～100℃,宽范围的为-25～200℃。普通级误差为±2.5℃,精密级为±1.5℃。     2. 接点连接       与热电偶接线端2个接点尽可能近一点,尽量保持2个接点温度*。与仪表接线端连接处尽可能温度*,仪表柜有风扇的地方,接点处要保护不要使得风扇直吹到接点。     3. 使用长度       因为热电偶的信号很低,为微伏级,如果使用的距离过长,信号的衰减和环境中强电的干扰偶合,足可以使热电偶的信号失真,造成测量和控制温度不准确,在控制中严重时会产生温度波动。