单选题
115.用热电偶测量o℃以上的温度时,若与二次表相连接补偿导线极性接反,将使指示值()。
A
偏高;
B
正常;
C
偏低。
答案解析
正确答案:C
解析:
**解析:**
热电偶测温的基本原理是基于塞贝克效应(Seebeck Effect),即两种不同成分的导体两端接合成回路,当两接合点温度不同时,回路中就会产生热电动势。热电偶产生的热电动势 $E$ 与测量端温度 $T$ 和参考端(冷端)温度 $T_0$ 有关。
在实际应用中,为了将热电偶的参考端延伸到温度较稳定的地方(通常是控制室或二次仪表处),需要使用**补偿导线**。补偿导线在一定温度范围内(通常为0~100℃)具有与所配热电偶相同的热电特性。
**极性接反的影响分析:**
1. **正常连接时**:
热电偶产生的总热电动势为:
$$ E_{total} = E_{AB}(T, T_0) + E_{comp}(T_0, T_{ref}) $$
其中 $T$ 是测量端温度,$T_0$ 是现场接线盒处的温度(即补偿导线的始端),$T_{ref}$ 是二次仪表处的温度(即补偿导线的末端,通常视为新的参考端)。由于补偿导线的作用,它相当于延长了热电偶,使得参考端移到了 $T_{ref}$ 处。如果 $T > T_0 > T_{ref}$(通常情况,因为测量高温,现场环境温度高于仪表室,或者至少 $T$ 远高于其他两点),电势是叠加的。
2. **极性接反时**:
如果补偿导线的正负极接反,那么补偿导线产生的热电动势方向将与热电偶产生的热电动势方向**相反**。此时,输入到二次仪表的总电动势变为:
$$ E'_{total} = E_{AB}(T, T_0) - E_{comp}(T_0, T_{ref}) $$
或者更直观地理解:
* 热电偶本身产生一个正向电势 $E_1$,对应温度 $T$ 相对于中间点 $T_0$ 的温差。
* 补偿导线本应产生一个正向电势 $E_2$,对应中间点 $T_0$ 相对于仪表端 $T_{ref}$ 的温差,以补偿这段温降带来的电势损失。
* 当极性接反,补偿导线产生的电势 $E_2$ 变成了负值(或者说抵消了一部分 $E_1$)。
因此,二次表接收到的总电势 $E'$ 会小于正常连接时的总电势 $E$。
$$ E' < E $$
3. **结论**:
由于热电偶的温度指示值与输入的热电动势成正比(在分度表范围内单调递增),输入的电势偏低,导致二次仪表指示的温度值也会**偏低**。
**特别注意前提条件“0℃以上”:**
题目强调“0℃以上”,是因为如果环境温度低于0℃,情况可能会复杂化,但在常规的工业测温场景(测量高温,环境温度通常在室温附近,且 $T_{measure} > T_{ambient}$)中,接反补偿导线必然导致总电势减小,从而指示值偏低。
故正确答案为 **C. 偏低**。
相关知识点:
热电偶接反值偏低
题目纠错
中级锅炉操作工(官方)
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