引线电阻对热电阻测量精度的影响对策

发布时间:2022-11-30     浏览次数:
摘要:分析了计算机监控系统中,采用热电阻测量温度时,因热电阻的引线电阻引起的测量误差。针对无法用计算机软件消除的引线电阻误差,提出了改进的三线制热阻测量方法,能有效消除弓|线电阻引起的测量误差。
1热电阻引线电阻测量误差
  在珠江电厂4X300MW机组工程中,电动给水泵液力偶合器轴承温度和电机线圈温度测量采用热电阻,这些电阻有些埋在电机定子线槽内,有些在壳体内通过一小通道,成束拉到接线盒,引线数量较多。制造厂家为了把这些引线轻易引到接线盒,采用的引线线径都较细,虽然从测温点到接线盒距离不远,其引线电阻却足以影响测量精度。在电泵电机线槽内或其液力偶合器壳内,引线电阻影响测量误差,这种误差不仅不能通过外三线方式消除,也不能通过计算机软件消除,因为引线采用的是铜线,且该铜线的电阻与温度变化的函数关系是非线性,计算机很难找到相应函数关系算法去拟合,从而修正其误差。这些引线电阻通过计算及实测可以看出是不能忽略的。
  该引线从测温点到本体接线盒长度来回约30m,线径按0.5mm²算,这段线电阻值约1.2Ω按1℃变化对应约0.2Ω阻值的变化,1.2Ω的阻值相当于5~6℃变化,也就是说,当测温点实际温度是30℃时,通过计算机反映的是36~37℃及以上,且非线性,显示值与实际相差较远,按规定测量误差只能在0.5%以下,这样的情况已远远超过规定的允许误差,是不能忽略的。这些热电阻都是埋在线槽内或壳体内,不容易解体换别的元件代替,只能在外部想办法解决。
2解决办法
  一般三线制热阻测量方法可消去引线电阻的影响。其测量原理见图1。
DCS三线制热电阻测量标准接线图 
  按平衡电桥原理,电流从正端分别通过R1和R2往下流,一路经R1、R11、Rt回到负端;一路经R2、R11、R3回到负端,当电桥处于平衡时,
IIR1=I2R2;I1(Rt+R11)=I2(R3+R11);
RI/(Rt/+R11)=R2/(R3+R11);
R1(R3+R11)=R2(Rt+R11);
  令R11=R2;则R3=Rro只要测到调整电阻R3的阻值,就能够得到测温点的温度。
  从以上计算看到,电缆电阻R11通过三线制接线方式抵消了。但再看电动给水泵液力偶合器轴承温度和电机线圈温度情况,见图2。
DCS三线制热电阻测量(已消除 线路电阻R11)接线图 
  从图2可见,R11通过三线制方式抵消了,但在电泵电机线槽内或其液力偶合器壳内热阻引线电阻R12却不能消除,是否有简单方法去掉R12,见图3。
DCS三线制热电阻测量(已消除 线路电阻R11-R 12)接线图 
  从图3可见,加了1个与引线材料相同的绕组精密铜电阻R,令其阻值等于2R12,当电桥处于平衡时,
IIRI=I2R2;I1(R1+R11+2R12)=I2(R3+R11+2R12);
R1/(R1+R11+2R12)=R2/(R3+R11+2R12);
R1(R3+R11+2R12)=R2(R1+R11+2R12);
  令R1=R2;则R3=Rto只要测到调整电阻R3的阻值,就能够得到测温点的温度。以上方法能基本解决电泵电机线槽内或其液力偶合器壳内热阻的测:量问题。应该指出,所知的精密电阻应放置在与R12引线同样温度的环境内,才能尽可能地抵消引线电阻的影响。
3结束语
  电厂分散控制系统与给水泵电泵电机线槽内或其液力偶合器热电阻接线采用了以上解决方案,效果明显,基本解决电泵电机线槽内或其液力偶合器壳内热阻的测量问题,可在以后工程中出现同类问题时作为推荐解决方案。
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