तापमान माप में थर्मोकपल मुआवजा तारों का सही उपयोग

थर्मोकपल क्षतिपूर्ति तारों का व्यापक रूप से थर्मोकपल तापमान माप में उपयोग किया गया है। यदि आप सिद्धांत, कार्य, कार्रवाई की विधि और थर्मोकपल मुआवजे के तारों के सावधानियों को समझते हैं, तो आप पूरी तरह से थर्मोकपल मुआवजा तारों के कार्य का उपयोग कर सकते हैं, अन्यथा यह बैकफायर होगा। औद्योगिक उत्पादन में, हालांकि तापमान माप और नियंत्रण के लिए तापमान सेंसर के रूप में थर्मोकॉल्स का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है, और लोग उनसे परिचित हैं, यदि सही उपयोग विधि पर ध्यान नहीं दिया जाता है, तो यह तापमान माप और नियंत्रण में महत्वपूर्ण विचलन का कारण बन सकता है, और गंभीर मामलों में, सीधे आर्थिक नुकसान का कारण बन सकता है। इसलिए, इसे गंभीरता से लिया जाना चाहिए।
1, थर्मोकॉउल के तापमान माप सिद्धांत का परिचय
दो अलग -अलग सजातीय सामग्रियों से बना एक सर्किट ए और बी को थर्मोकपल कहा जाता है। A. सामग्री B के दोनों सिरों पर जुड़े संपर्क बिंदु क्रमशः J1 और J2 द्वारा दर्शाया गया है। यदि J1 और J2 के संपर्क बिंदुओं का तापमान T1 और T2 अलग -अलग हैं, तो सर्किट में एक विद्युत क्षमता उत्पन्न की जाएगी, जिसे आमतौर पर थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता के रूप में संदर्भित किया जाता है। जब बी - समय की सामग्री, थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता का परिमाण टी 1 और टी 2 के बीच तापमान के अंतर पर निर्भर करता है, तो सूत्र द्वारा व्यक्त किया गया
Eab (t1, t2)=eab (t1)+eba (t2)=eab (t1) -eab (t2) (1)
सूत्र में: ईएबी (टी 1, टी 2) सामग्री बी के थर्मोकपल है, जंक्शन तापमान टी 1 और टी 2 के बीच एक थर्मोइलेक्ट्रिक संभावित अंतर है।
EAB (T1) - जब तापमान T1 होता है तो बिंदु B पर एक क्षमता।
EAB (T2), EBA (T1) - प्वाइंट B तापमान T2 पर एक क्षमता परिमाण में और संकेत में विपरीत है।
थर्मोकपल सामग्रियों को एकजुट करने और उन्हें मानकीकृत करने के लिए, प्रासंगिक राष्ट्रीय मानकों ने थर्मोकपल सामग्री की संरचना को निर्धारित किया है कि बी शुद्धता के घटकों को और प्रदान किया गया है कि सामग्री बी के संयोजन रूप को एक ही अक्षर के साथ नामित किया गया है, जैसे कि के-प्रकार, एस-टाइप, आदि का उपयोग करने के लिए, विभिन्न प्रकार के थर्मोकल के तापमान मूल्यों और संभावित संबंधों को। T 0, और विभिन्न प्रकार के थर्मोकपल अंशांकन तालिकाओं को आसान संदर्भ और गणना के लिए बनाया गया है।
चित्रा 1 में प्रपत्र की तुलना में, सूत्र (1) में रूपांतरित किया जाता है
Eab (ti, t2)=eab (t1, t 0)-eab (t2, t 0) (2)
सूत्र (2) वह व्यावहारिक सूत्र है जिसका हम वर्तमान में उपयोग करते हैं, जब तक हम जानते हैं कि T1 T2, EAB (Ti, T 0) और EAB (T2, T 0) स्नातक तालिका से पाया जा सकता है।
दो थर्मोकपल मुआवजा तार
सबसे पहले, आइए कनेक्शन कंडक्टर कानून और थर्मोकॉल्स के मध्यवर्ती तापमान कानून का विश्लेषण करें।
व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, उपकरणों और थर्मोकॉल्स को मापने और नियंत्रित करने के बीच हमेशा दूरी होती है। बीच में सामग्री C और D भी दो सजातीय सामग्री हैं। थर्मोकॉल्स में इंटरमीडिएट कंडक्टर के कानून के अनुसार, मापा कुल संभावित ईज़ी के लिए अभिव्यक्ति निम्नानुसार प्राप्त की जा सकती है:
Ez=eab (t1, t3)+ecd (t3, t2) (3)
समीकरण (3) थर्मोकपल कनेक्शन कंडक्टर का नियम है। यदि कनेक्शन एक खंड में नहीं है, तो कुल संभावित EZ भी प्रत्येक अनुभाग का योग है। माप में, हम आशा करते हैं कि मापने के अंत में कुल क्षमता थर्मोकपल ईएबी (टी 1, टी 2) है, जो कि अतिरिक्त क्षमता को मध्यवर्ती कनेक्शन द्वारा उत्पन्न होने से रोकने के लिए साधन माप को नियंत्रित करने के लिए सुविधाजनक है। अभिव्यक्ति है:
Eab (t1, t2)=ez=eab (t1, t3)+eab (t3, t2) (4)
समीकरण (4) में, T3 को मध्यवर्ती तापमान के रूप में जाना जाता है, इसलिए इसे मध्यवर्ती तापमान के कानून के रूप में भी जाना जाता है। इसके लिए हमें एक निश्चित सामग्री सीडी खोजने की आवश्यकता है, उसकी विशेषताएं हैं:
ECD (T3, T2)=EAB (T3, T2) (5)
समीकरण (5) को संतुष्ट करने वाली सामग्री को थर्मोकपल का क्षतिपूर्ति तार कहा जाता है। क्योंकि कई प्रकार के थर्मोकॉल हैं, कई प्रकार के थर्मोकपल मुआवजा तारों भी हैं।
3, क्षतिपूर्ति तारों और परिणामी त्रुटियों के उपयोग में सामान्य त्रुटियां
1। थर्मोकपल मुआवजा तार के सकारात्मक और नकारात्मक टर्मिनलों को थर्मोकपल के साथ उल्टा में कनेक्ट करें
यदि थर्मोकपल मुआवजे के तार के सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुव थर्मोकपल के सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुवों के विपरीत जुड़े होते हैं, और थर्मोकपल के सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुवों को उपकरण के सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुवों से सही ढंग से जुड़ा होता है, तो एक उदाहरण के रूप में के-प्रकार थर्मोकपल को लेते हैं। यह त्रुटि अनुप्रयोगों में काफी सामान्य है क्योंकि कनेक्शन के बाद, नियंत्रित ऑब्जेक्ट का तापमान परिवर्तन की प्रवृत्ति प्रदर्शन उपकरण के अनुरूप है। इसके अलावा, कई थर्मोकपल मुआवजा तार उत्पादों में वर्तमान में गैर-मानक लेबलिंग है, जिससे इसे भेद करना मुश्किल हो जाता है; कुछ निर्माता भी रंगों को गलत तरीके से लेबल करते हैं। नीचे इस स्थिति के कारण होने वाली त्रुटियों का विश्लेषण किया गया है।
यदि सही ढंग से जुड़ा हुआ है, तो उपकरण द्वारा प्राप्त कुल थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता है
Ez=ek (ti, t3)+ekx (t3, t2)=ek (t1, t3)+ek (t3, t2) =} ek (t1, t2) (6)
एक कनेक्शन त्रुटि के कारण, मध्यवर्ती कंडक्टरों के कानून के अनुसार, साधन द्वारा प्राप्त कुल थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता है
Ez=ek (t1, t3)+ekx (t3, t2) (7)
KX विस्तारित मुआवजे के तारों के लिए, वहाँ हैं
E'kx (t3, t2) =- ekx (t3, t2) =-- ek (t3, t2) (8)
साधन माप मान द्वारा उत्पन्न त्रुटि की गणना करें
Ez'-ez=ek (t1, t3) -ek (t3, t2) -ek (t1, t3) -ek (t3, t2) =-2 ek (t3, t2) (9)
सामान्य औद्योगिक भट्ठी के पास का तापमान नियंत्रण कक्ष में तापमान से कम से कम 8 डिग्री अधिक है। इसलिए परिणामी त्रुटि क्षतिपूर्ति तार के मुआवजे के मूल्य से दोगुनी है। के-प्रकार के थर्मोकॉउल के लिए, अंतर संभावित मूल्य आम तौर पर 40C/(μ V) के आसपास होता है, और मापा तापमान वास्तविक तापमान की तुलना में लगभग 16 डिग्री कम होता है। यदि नियंत्रण तापमान 600 डिग्री पर सेट किया जाता है, तो वास्तविक तापमान लगभग 616 डिग्री होनी चाहिए।
उपरोक्त विश्लेषण से, यह देखा जा सकता है कि जब थर्मोकपल मुआवजे के तार के सकारात्मक और नकारात्मक ध्रुवों को उलट दिया जाता है, तो यह न केवल क्षतिपूर्ति करने में विफल रहता है, बल्कि मुआवजे के तार को नहीं जोड़ने की तुलना में त्रुटि को दोगुना कर देता है। इसलिए, मुआवजे के तार की ध्रुवीयता को कनेक्ट करते समय ध्यान में रखा जाना चाहिए।
2। उपयोग किया गया मुआवजा तार मॉडल गलत है
यदि एक ही प्रकार के क्षतिपूर्ति तार को एक ही प्रकार के थर्मोकपल के साथ जोड़ा जाता है, तो त्रुटियां तब भी होंगी जब चयनित प्रकार की क्षतिपूर्ति तार गलत है। एक एस-प्रकार के थर्मोकपल का उपयोग किया जाता है, के-टाइप थर्मोकपल के मुआवजे के तार केएक्स का चयन किया जाता है।
मध्यवर्ती कंडक्टर के कानून के अनुसार, साधन द्वारा प्राप्त कुल थर्मोइलेक्ट्रिक क्षमता है
E'Z (T1, T2)=ES (T1, T3)+EKX (T3, T2) (10)
यदि एस-टाइप क्षतिपूर्ति वायर एससी का उपयोग मुआवजा देने वाले तार की आत्म त्रुटि पर विचार किए बिना सही ढंग से किया जाता है, तो उपकरण द्वारा मापा गया कुल क्षमता ईज़ (टी 1, टी 2)=ईएस (टी 1, टी 3)+ईएस (टी 3, टी 2) (11) है
गलत मुआवजा तार का चयन करने के कारण, उपकरण के माप मूल्य के परिणामस्वरूप त्रुटियां हुईं, जैसा कि समीकरणों में दिखाया गया है (10) - (11)
Ez'-ez=ekx (t3, t2) -es (t3, t2) (12)
यदि एस-प्रकार के थर्मोकपल का काम करने वाला तापमान 900 डिग्री है और नियंत्रण कक्ष में परिवेश का तापमान 25 डिग्री है, फिर भी t 3-- t 2==8 डिग्री के अनुसार, S-Pair और K-Pair अंशांकन तालिकाओं की जाँच करें, और संभावित अंतर प्राप्त करें जैसे
Ekx (t3, t2) -es (t3, t2) =0। 278mv
साधन द्वारा मापा गया तापमान वास्तविक तापमान से अधिक है। यदि उपकरण को 900 डिग्री पर नियंत्रित किया जाता है, तो वास्तविक मूल्य केवल 875.1 डिग्री है, जिसमें 24.9 डिग्री की त्रुटि होती है।
यदि उपरोक्त स्थिति में ध्रुवीयता को फिर से उलट दिया जाता है, तो साधन माप मूल्य अधिक होगा। जब साधन 900 डिग्री प्रदर्शित करता है, तो वास्तविक तापमान 933.2 डिग्री है, जिसमें 33.2 डिग्री की त्रुटि होती है।
3। साधारण तारों के साथ मुआवजा तारों को मिलाकर
व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, यह अक्सर पाया जाता है कि साधारण तारों का उपयोग उनकी अपर्याप्त लंबाई के कारण क्षतिपूर्ति तारों को जोड़ने के लिए किया जाता है, या क्षतिपूर्ति तार टूटने के बाद साधारण तार का एक खंड जुड़ा होता है।
4, क्षतिपूर्ति तारों का उपयोग करने के लिए सावधानियां
1। मुआवजे के तारों का चयन
मुआवजा तार को थर्मोकपल के प्रकार के अनुसार सही ढंग से चुना जाना चाहिए और जिस अवसर में इसका उपयोग किया जाता है।
2। संपर्क कनेक्शन
थर्मोकपल टर्मिनल के रूप में संभव के रूप में दो संपर्क बिंदुओं के तापमान को बनाए रखने का प्रयास करें। इंस्ट्रूमेंट टर्मिनल के साथ कनेक्शन पॉइंट पर तापमान जितना संभव हो उतना करीब होना चाहिए। उन क्षेत्रों में जहां इंस्ट्रूमेंट कैबिनेट में एक प्रशंसक है, संपर्क बिंदुओं को सीधे संपर्क बिंदुओं पर उड़ाने से रोकने के लिए संरक्षित किया जाना चाहिए।
3। लंबाई का उपयोग करें
क्योंकि थर्मोकपल का संकेत बहुत कम होता है, माइक्रोवोल्ट स्तर पर, यदि एक लंबी दूरी पर उपयोग किया जाता है, तो वातावरण में सिग्नल क्षीणन और मजबूत विद्युत हस्तक्षेप थर्मोकपल सिग्नल की विकृति का कारण बन सकता है, जिसके परिणामस्वरूप गलत तापमान माप और नियंत्रण होता है। गंभीर मामलों में, नियंत्रण के दौरान तापमान में उतार -चढ़ाव हो सकता है। अनुभव के आधार पर, आमतौर पर 15 मीटर के भीतर थर्मोकपल मुआवजा तार की लंबाई को नियंत्रित करना बेहतर होता है। यदि यह 15 मीटर से अधिक है, तो सिग्नल को प्रसारित करने के लिए तापमान ट्रांसमीटर का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। तापमान ट्रांसमीटर ट्रांसमिशन के लिए प्रत्यक्ष वर्तमान में तापमान के अनुरूप संभावित मूल्य को परिवर्तित करता है, और इसमें मजबूत विरोधी हस्तक्षेप क्षमता होती है।