什么是補償導線？（四部分）

什么是補償導線？（四部分）

第一部分
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省大量的熱電偶材料，特別是使用貴金屬熱電偶時，經濟效益更為明顯。

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，并用附加字母區別，如“KCA”、“KCB”。目前使用不多。
2.3 允差
熱電偶補償導線的允差是由于測量系統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

3.2 規格
補償導線的線芯型式、線芯股數、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分散液燒結）為主體材料。
屏蔽層采用鍍錫銅絲或鍍鋅鋼絲紡織或用復合鋁（銅）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%，斷頭處經銜接后應修剪整齊；復合鋁（銅）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規定。
4.4 耐熱性能
耐熱用補償導線應經受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受環境溫度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
第二部分
要了解補償導線的工作原理問題，就要從熱電偶的原理入手。
如圖所示，T、Tn、T0 分別為熱電偶所處的測量端溫度、參比端溫度、環境溫度（室溫），這時圖中回路的總電勢為 EABBA（T，Tn，T0）=EAB（T，Tn）+EAB（Tn，T0）當參比端 Tn 示用另外替代的導線來代替 A、B，如果 A′與 A、B′與 B 的熱電性質相同，
即 EABBA（T，Tn，T0）=EAB（T，Tn）+EA′B′ （Tn，T0）,如果用能滿足 EAB（Tn，T0）=EA′B′ （Tn，T0）的連接導線，就可以起到補償熱電勢的作用。這時回路的總熱電勢為
EABB′A′ （T，Tn，T0）=EAB（T，Tn）+EA′B′ （Tn，T0）
此時，所測得的熱電偶的總熱電勢只受測量端溫度 T 和環境溫度 T0 的影響，而與參比端的溫度變化 Tn 無關。在實際應用中補償導線用的就是這一原理。但準確地說，是通過補償導線延長了熱電偶的參比端至溫度較恒定的環境，以消除參比端溫度變化的影響。
第三部分
補償導線是在一定溫度范圍內（0~100℃）具有與所匹配熱電偶熱電動勢相同標稱值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。
用于將熱電偶冷端延長至遠離高溫且溫度比較穩定的地方的 一種專用導線。實質上是由兩種不同的金屬組成的熱電偶。在一定溫度范圍內 ，它的熱電特性與主熱電偶的熱電性質基本相同。用補償導線與熱電偶的冷端連結，就可以將熱電偶輸出的溫度信號傳輸到遠離數 十米的控制室里，送給顯示儀表或控制儀表。這就相當于把熱電偶延長到溫度恒定的地方，解決了熱電偶冷端在熱設備附近造成的高溫和溫度不穩定問題。使用方便，是熱電偶安裝中經常采用的。它們是專用導線，一種類型的補償導線只能同相應的一類熱電偶配套使用，而且正、負極性不可接反。


補償導線kx和kc區別
KX為延長型補償導線，KC為補償型補償導線，延長型材質與熱電偶一致，補償效果優于補償型。
一般工廠常用KX型把熱電偶的冷端延伸至控制室內（此時零端溫度易實現控制參考），就只把熱電偶的冷端遷移到一個溫度相對穩定的場所，沒有補償的作用；
一般補償型補償導線材料與熱電極材料不同，因此常用于貴金屬熱電偶，它只能在一定的溫度范圍內與熱電偶的熱電特性一致。
根據所用材料，補償導線分為補償型導線（C）與延伸型導線（X）兩類。

一般補償型補償導線材料與熱電極材料不同，因此常用于貴金屬熱電偶，它只能在一定的溫度范圍內與熱電偶的熱電特性一致。延伸型補償導線是采用與熱電極相同的材料制成，適用于廉價金屬熱電偶；
應該注意，無論是補償型還是延伸型的，補償導線本身并不能補償熱電偶冷端溫度的變化，只是起到了熱電偶冷端的延伸作用，改變熱電偶的冷端位置，以便于采用其他補償方法。
另外，即使在規定使用溫度范圍內，由于補償導線熱電特性不可能與熱電偶完全相同，因而仍存在一定的誤差。
補償導線使用目的
（1）將熱電偶的參考端從高溫處移到環境溫度較穩定的地方。
（2）節省大量的用于制造熱電極的貴重和稀有金屬材料。
（3）使用補償導線便于安裝和線路的敷設。
（4）用較粗直徑和導電系數大的補償導線代替熱電極，可以減少熱電偶回路電阻，利于測量和自動控制。

使用補償導線時應注意以下幾點：
（1）各種補償導線只能與相應型號的熱電偶配用，就是各種熱電偶和所配用的補償導線在規定溫度（O～100℃）范圍內熱電特性必須是相同的。
（2）補償導線和熱電偶連接點的溫度不得超過規定的使用溫度。
（3）補償導線和熱電偶、儀表連接時，正負極不能接錯，而且兩對連接點要處于相同的溫度。
（4）要根據所配儀表的線路電阻要求，選用補償導線的線徑。