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一支热电偶是否可以接到两台仪表使用线(一支热电偶是否可以接到两台仪表使用电路上)

文章作者:邱老师 发布时间:2022-09-17 11:52:23 浏览次数:0

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一支热电偶是否可以接到两台仪表使用线

一支热电偶不可接到两台仪表使用,不然不准!具体原因看下面的文字:一支热电偶能否连接多台显示仪表,这个问题常有人提出,因为随着生产的发展,DCS系统的应用及对管理工作的要求,需要对一个信号在多处显示也是常有的事。一支热电偶能否连接多台显示仪表或DCS系统板卡,连接后能否保证测量精度,这是人们关心的问题。

热电偶的输出信号是热电势(mV)。根据电路分析原理,实际电源可以等效为理想电源加内阻。根据欧姆定律,此时显示仪表RL两端的电压为:

其中Et为热电偶热电效应产生的热电势;RL是显示仪表的输入电阻;RN是热电偶回路的总电阻;I是流过显示仪表的电流。

从公式可以知道。RN ltRL越大,U离Et仪器越近,对测量结果的影响就越小。然而,实际上RN和Et是随温度而变化的。为了减少RN变化的影响,显示仪表的输入电阻越大,其影响就会越小。分析了热电偶的等效电路。接下来,分析下一个热电偶连接到多个显示仪表或DCS系统板的情况。

一个

热电偶连接两个动圈式仪器。

结论:一个热电偶并联两个动圈式仪表,两个动圈式仪表显示值不一致,低于实际值。

如果一个热电偶接两个动圈式仪表,RL1和RL2并联在等效电路中,那么总电阻就会减小,这样两个动圈式仪表的显示值就会低于。I是两米的电流之和。此时,通过每个仪器的电流为:

因为每个动圈式仪表的内阻不可能相等,所以流过每个动圈式仪表的电流也就不相等,即I1≠I2,两个仪表显示的数值就不一致。在这种情况下,如果并行使用两个动圈式仪表,则无法准确显示温度值。

2

热电偶同时连接到动圈式仪表和电子电位计。

结论:一个热电偶同时连接动圈式仪器和电子电位器。同一温度点,电子电位器平衡建立前动圈式仪表显示值低,但电子电位器平衡建立后,两种仪表显示值相同。

从等效电路看,RL1是动圈式仪表,EN是电子电位器。电子电位器的工作原理是将测量电桥产生的可调已知电位EN与测得的未知电位Et进行比较。达到平衡时,两者相等,Et=EN。此时电子电位器指示的是测得的热电势Et,流过电子电位器的电流I2=0。此时,只有电流I1通过移动的仪表,即I=I1,意味着两个仪表的指示值是相同的。但这只是一种理想状态。在生产中,只要被测温度发生变化,电子电位器就会失去平衡,然后I2≠0,i1 < I,通过动圈式仪表的电流就会减小,其指示值就会偏低。直到电子电位器建立新的平衡,动圈式仪表才能显示准确的数值。此时对电子电位器基本没有影响。

热电偶与两个电子电位计相连。

结论:一个热电偶同时连接两个电子电位器,两个电子电位器都能准确显示温度值。

从等效电路来看,EN1和EN2分别是相连的电子电位器测量电桥产生的可调标准电位,RN是热电偶的等效内阻。当EN1=EN1=Et时,回路电流I=0。当参考端为B点时,A点的电位为EN1=EN1=Et。可以认为,A点的潜力是由EN1和EN2同时维持的。EN1和EN2的大小反映了所测温度的变化。从表中可以看出,一个热电偶可以同时连接到几个电子电位器上,每个表都能正确显示测量的温度。

热电偶连接到两个数字仪表和DCS系统板。

结论:一个热电偶连接两个数显表和DCS系统,在大多数情况下可以正常显示温度值,但不推荐使用。目前无纸记录仪、数显表、数据采集卡和模块的输入级都采用集成运算放大器。对于开环集成运算放大器,其正负端的输入电流很小,通常小于1A,所以输入电流近似等于零,所以集成运算放大器的输入电阻趋于无穷大,即r1→∞。可以认为此时连接的仪表和板卡的输入电阻RL趋于无穷大吗?这是不可能的。以上只是一个理想化的运算放大器模型。从集成运算放大器的两个输入端看到的动态电阻称为差模输入电阻RID,其大小与输入级的电路有关。最低值为8kω,对于高阻抗输入集成运算放大器,其值可达几百兆欧。在实际应用中,运算放大器应用在闭环状态,其输入方式包括三种形式:反相输入、同相输入和差分输入。反相输入放大电路,由于“虚地”,其输入电阻小;由于信号直接从同相端输入,同相输入放大电路的输入电阻为无穷大,与外接电阻无关。这与反相放大器不同,适用于输入阻抗要求高的场合。上述三种输入形式中,同相输入的输入电阻最大,理想情况下为无穷大。反相输入的输入电阻最小;差分输入的电阻高于反相输入的电阻,但低于同相输入的电阻。由于热电偶信号是一个微弱的信号,在测量微弱信号时,要求放大器具有高输入阻抗。因此,几乎所有用于热电偶测量的集成运算放大器都是高输入阻抗的产品,这也为一个热电偶连接多组提供了一定的条件。可以说,在大多数场合,一个热电偶的信号可以供多个仪表使用,用于显示仪表、数据采集板和使用集成运算放大器作为输入级的模块,分流的影响很小。

将热电偶连接到几个数字显示仪表和DCS系统板的具体问题

一个热电偶连接几个数显表和DCS系统板是可行的。除了特殊应用,不推荐使用这种方法。因为这种方法只节省了热电偶和一些补偿线的投资,所以它有一些缺点:

A

如果热电偶出现问题,与之相连的所有仪表都会没有信号,这对于重要的测温场合显然是不安全的。如果条件允许,在同一测温点再安装一个热电偶更合适。当一个热电偶连接到几个数显表或DCS系统板时,最麻烦的问题是所有仪表显示值的同步。根据误差理论,不可能所有仪器都有相同的误差大小。如果同一温度点的显示值不一致,操作人员会认为仪表不准确,请仪表技术员处理并检查。仪器技术人员的反复解释可能不起作用,因为操作者可能不同意仪器误差理论。所以除非工艺对使用有很强的要求,否则仪表工不要自找麻烦。b、一个热电偶接多个表可以正常使用是好事,但是一些实际问题让应用不乐观。热电偶是低阻抗、弱信号的传感器,其信号只能传输几百米。与高增益集成运算放大器配合使用时,最麻烦的问题就是干扰,热电偶信号往往伴随着共模干扰;将一个热电偶与多个仪表相连,相当于增加了显示仪表的输入接线。由于引线方向的不确定性和线间分布电容的影响,容易引入各种干扰信号,补偿引线的价格也不低。当热电偶连接两个仪器时,它总是从端子连接。因为补偿线很硬,所以在一个端子上压接两条补偿线非常费力。如果端子螺丝很薄,很难压紧。如果接触不良,指令如何准确?

将一个热电偶连接到几个数字显示仪表或DCS系统板的最佳方案

①将热电偶信号送至温度变送器(一进两出,导轨安装),然后将隔离信号分别送至数显表和DCS系统。这样可以提高系统的抗干扰能力,保证系统的稳定性和可靠性。②将集成热电偶温度变送器的信号送至隔离分配器(一进两出,安装导轨),然后将隔离信号分别送至数显表和DCS系统。

③将热电偶信号送入数显表,再将数显表变送输出接入另一台数显表或DCS系统板卡。因数显表变送输出精度不及信号隔离器精度高,会带来无法消除的测量误差。④同一个测温点安装两支热电偶,将信号分别送给两台数显表或DCS系统。

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