熱電偶補償導線截面積與最大敷設長度之間的關系

除B分度號外的其他分度號熱電偶接線時必須使用補償導線，儀表工選用熱電偶補償導線時要結(jié)合回路電阻和敷設長度要求綜合考慮，作者在本文分享熱電偶補償導線截面積與最大敷設長度之間的關系，方便大家正確選用熱電偶補償導線。

1、熱電偶測量回路最大允許電阻
影響補償導線線芯截面積和敷設長度的關鍵因素是儀表回路中的電阻，下面昌暉儀表給出熱電偶測量回路的最大允許電阻。

熱電偶測量回路檢測原理如圖1所示：

圖1 熱電偶回路檢測原理示意圖
說明：A、B為熱電偶的兩根偶絲；A1、B1為補償導線；t為測量端的溫度；t1為熱電偶與補償導線接點的溫度；t0為參考端的溫度；E為測量回路中的電勢

圖1中A1與A、B1與B的熱電特性相近。根據(jù)熱電偶的中間導體定律和中間溫度定律，檢測端電勢E的計算式為：
E=EAt,t1+EA1t1,t0-EBt,t1-EB1t1,t0=EABt+EA1B1t1,t0
式中EAt,t1，EBt,t1為偶絲A，B在溫差t-t1時產(chǎn)生的電勢；EA1t1,t0，EB1t1,t0為補償導線A1，B1在溫差t1-t0時產(chǎn)生的電勢；EABt，t1為熱電偶在溫差t-t1時產(chǎn)生的電勢；EA1B1t1,t0為補償電纜在溫差t1-t0時產(chǎn)生的電勢。

由這個公式可見，熱電偶檢測回路中測得的熱電勢是熱電偶產(chǎn)生的熱電勢與補償電纜產(chǎn)生的熱電勢之和。

根據(jù)湯姆遜溫差電勢公式和伯爾帖接觸電勢公式可知，熱電勢只與導體材料的性質(zhì)和導體兩端的溫度以及兩種導體接點的溫度有關，與導體長度、截面大小及沿導體長度上溫度的分布無關。但技術人員只能通過儀表測量顯示得知檢測端電勢，因此熱電偶測量回路的最大允許電阻由測量儀表的類型和內(nèi)部電路決定。由于各廠家熱電偶測量變送單元的電路不同，且內(nèi)部電路對外保密，所以設計人員很難根據(jù)電路計算回路的最大允許電阻。有些測量變送單元提供了線路阻抗的要求，即要求補償導線的往復電阻小于1kΩ，如CS3000系統(tǒng)的熱電偶輸入模塊AAT141、 AAT145，Honeywell TPS系統(tǒng)的熱電偶輸入板卡MC-GRMT01等，但大部分熱電偶測量變送單元提供的技術參數(shù)中沒有對線路阻抗提出要求。

根據(jù)現(xiàn)場工程設計經(jīng)驗，對于輸入阻抗大于1MΩ的測量變送單元，只要測量回路上的電阻小于1kΩ，就能保證儀表回路正常工作。因此，隔爆和非防爆熱電偶測量回路補償導線的往復電阻應小于1kΩ；配置齊納柵的本安回路補償導線的往復電阻應小于1kΩ減去齊納柵的端端電阻(端端電阻可從安全柵樣本上查得)；配置隔離柵的本安回路，因隔離柵實質(zhì)上就是一個測量變送單元，故只要補償導線的往復電阻小于1kΩ就能保證回路正常工作。
2、補償導線截面積與最大敷設長度的關系
補償導線截面積選用與熱電偶回路的儀表配置有關系，昌暉儀表在實際工作中總結(jié)了補償導線截面積與最大敷設長度的具體數(shù)據(jù)，供儀表工在實際工程設計中使用。