什么是补偿导线？（四部分）

什么是补偿导线？（四部分）

第一部分
1 结构及定义
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。

2 术语及符号
2.1 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。

2.2 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。
2.3 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最大偏差，该值用微伏表示，其允差的大小分为精密级和普通级两种。

2.4 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。

3 补偿导线的分类
3.1 品种

3.2 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。
3.3 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。

3.4 结构形式

3.4.1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。

3.5 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。

4 技术要求
4.1 绝缘层、护套与屏蔽层
4.1.1补偿导线的线芯绝缘层厚度、护套厚度及最大外径应符合表4。
4.1.2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%，最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%，最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最大外径值。
4.1.3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%，最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%。
4.1.4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。
4.2 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。
4.3 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。
4.4 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。
4.5 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。
4.6 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
第二部分
要了解补偿导线的工作原理问题，就要从热电偶的原理入手。
如图所示，T、Tn、T0 分别为热电偶所处的测量端温度、参比端温度、环境温度（室温），这时图中回路的总电势为 EABBA（T，Tn，T0）=EAB（T，Tn）+EAB（Tn，T0）当参比端 Tn 示用另外替代的导线来代替 A、B，如果 A′与 A、B′与 B 的热电性质相同，
即 EABBA（T，Tn，T0）=EAB（T，Tn）+EA′B′ （Tn，T0）,如果用能满足 EAB（Tn，T0）=EA′B′ （Tn，T0）的连接导线，就可以起到补偿热电势的作用。这时回路的总热电势为
EABB′A′ （T，Tn，T0）=EAB（T，Tn）+EA′B′ （Tn，T0）
此时，所测得的热电偶的总热电势只受测量端温度 T 和环境温度 T0 的影响，而与参比端的温度变化 Tn 无关。在实际应用中补偿导线用的就是这一原理。但准确地说，是通过补偿导线延长了热电偶的参比端至温度较恒定的环境，以消除参比端温度变化的影响。
第三部分
补偿导线是在一定温度范围内（0~100℃）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。
用于将热电偶冷端延长至远离高温且温度比较稳定的地方的 一种专用导线。实质上是由两种不同的金属组成的热电偶。在一定温度范围内 ，它的热电特性与主热电偶的热电性质基本相同。用补偿导线与热电偶的冷端连结，就可以将热电偶输出的温度信号传输到远离数 十米的控制室里，送给显示仪表或控制仪表。这就相当于把热电偶延长到温度恒定的地方，解决了热电偶冷端在热设备附近造成的高温和温度不稳定问题。使用方便，是热电偶安装中经常采用的。它们是专用导线，一种类型的补偿导线只能同相应的一类热电偶配套使用，而且正、负极性不可接反。


补偿导线kx和kc区别
KX为延长型补偿导线，KC为补偿型补偿导线，延长型材质与热电偶一致，补偿效果优于补偿型。
一般工厂常用KX型把热电偶的冷端延伸至控制室内（此时零端温度易实现控制参考），就只把热电偶的冷端迁移到一个温度相对稳定的场所，没有补偿的作用；
一般补偿型补偿导线材料与热电极材料不同，因此常用于贵金属热电偶，它只能在一定的温度范围内与热电偶的热电特性一致。
根据所用材料，补偿导线分为补偿型导线（C）与延伸型导线（X）两类。

一般补偿型补偿导线材料与热电极材料不同，因此常用于贵金属热电偶，它只能在一定的温度范围内与热电偶的热电特性一致。延伸型补偿导线是采用与热电极相同的材料制成，适用于廉价金属热电偶；
应该注意，无论是补偿型还是延伸型的，补偿导线本身并不能补偿热电偶冷端温度的变化，只是起到了热电偶冷端的延伸作用，改变热电偶的冷端位置，以便于采用其他补偿方法。
另外，即使在规定使用温度范围内，由于补偿导线热电特性不可能与热电偶完全相同，因而仍存在一定的误差。
补偿导线使用目的
（1）将热电偶的参考端从高温处移到环境温度较稳定的地方。
（2）节省大量的用于制造热电极的贵重和稀有金属材料。
（3）使用补偿导线便于安装和线路的敷设。
（4）用较粗直径和导电系数大的补偿导线代替热电极，可以减少热电偶回路电阻，利于测量和自动控制。

使用补偿导线时应注意以下几点：
（1）各种补偿导线只能与相应型号的热电偶配用，就是各种热电偶和所配用的补偿导线在规定温度（O～100℃）范围内热电特性必须是相同的。
（2）补偿导线和热电偶连接点的温度不得超过规定的使用温度。
（3）补偿导线和热电偶、仪表连接时，正负极不能接错，而且两对连接点要处于相同的温度。
（4）要根据所配仪表的线路电阻要求，选用补偿导线的线径。