熱電偶是工業現場廣泛使用的溫度傳感器，熱電偶、補償導線和顯示儀器，PLC系統或DCS該系統構成了熱電偶溫度測量系統。熱電偶電路使用補償導線后，熱電偶電勢值僅與測量端溫度和補償導線與儀器連接處溫度有關。熱電偶補償導線的作用是延長熱電極（即移動熱電偶參考端），節省高成本熱電偶材料。由熱電偶測溫系統組成。

熱電偶的工作原理是由兩種不同材料的均勻導體組成的閉合電路。當導體兩端有溫差時，導體兩端會有電流通過，形成熱電勢。當電路連接到儀器時，儀器將熱電勢轉換為相應的溫度。如圖1所示：

A,B 兩個導體的一端通過焊接形成一個結點，即工作端，位于待測介質中。另一端連接溫度測量儀器，供參考。為了更好地理解以下內容，我們將上述溫度測量電路中形成的熱電勢表示為EAB（T1,T理解為：0)，理解為：A、B由兩個導體組成的熱電偶工作端溫度為T1.參考端溫度為T0形成的熱電動勢為EAB（T1,T0）。

需要特別強調的是：熱電偶測溫，歸根結底是測量熱電偶兩端的熱電動勢。測量儀表能夠讓我們看到溫度數值，是因為它已經將熱電動勢轉換成了溫度。

在實際應用中，測量或控制儀器總是離熱電偶有一定的距離。如圖2所示。此時需要熱電偶(圖中A、B）然后連接一段導線，將熱電偶的信號連接到溫度計或溫度模塊。C、D即為連接熱電偶和測溫儀表的導線。

工作端溫度在圖中T1, A、B與C、D接頭溫度為T2, 測量儀表端(參考端)的溫度為T0.

只要連接點在中間產生相同的熱電偶，總電勢與連接點的溫度（中間溫度）無關，只與工作端有關T1和參考端T0的溫度是相關的。在熱電偶布線中，我們不需要考慮中間是否有連接點接點的溫度，而是與熱電偶連接到介質和測量儀器。我們測量的溫度=T1 T0；

為什么需要使用補償導線？

使用熱電偶測溫時，熱電偶的參考端溫度必須保持恒定。由于熱電偶一般較短，特別是貴金屬材料制成的熱電偶較短。這樣，熱電偶參比端非常接近被測對象，使參考端溫度高，波動大。因此，應使用較長的熱電偶將參考端延伸到溫度相對穩定的地方。這種方法對便宜的熱電偶更可行，對貴金屬非常不經濟，不方便敷設熱電偶線。考慮到熱電偶參考端的溫度通常是100℃下面，在這個溫度范圍內，補償線與熱電偶具有相同的溫度-熱電勢關系，可以延長熱電偶，價格便宜，適合敷設。因此，使用熱電偶時應連接補償導線。

1. 補償導線的選擇補償導線一定要根據所使用的熱電偶種類和所使用的場合進行正確選擇。例如,k型偶應根據使用場合選擇k型偶的補償導線和工作溫度范圍。通常kx工作溫度-20~100℃,寬度為-25~200℃。一般級誤差為±2.5℃,精密級為±1.5℃。2. 盡可能接近熱電偶接線端的兩個接點，盡量保持兩個接點的溫度一致。與儀表接線端連接處的溫度盡可能一致。儀表柜有風扇時，應保護風扇直接吹到接線處。3. 由于熱電偶的信號很低，使用長度為微伏級。如果使用距離過長，環境中信號的衰減和強電的干擾，足以扭曲熱電偶的信號，導致溫度測量和控制不準確，嚴重控制時會產生溫度波動。根據我們的經驗，較好將熱電偶補償線的長度控制在15米以內。如果超過15米，建議使用溫度變送器傳輸信號。溫度變送器是將溫度對應的電勢值轉換成直流電流傳送,抗干擾強。4. 布線補償導線布線必須遠離動力線和干擾源。在不可避免的地方，盡量采用交叉的方式，不要平行。5. 為提高熱電偶連接線的抗干擾性，可采用屏蔽補償線。對現場干擾源較多的場合，效果較好。但必須嚴格接地屏蔽層，否則屏蔽層不僅不起屏蔽作用，而且增強干擾。

1.用普通電線做熱電偶信號線，不用補償導線

一家熱處理企業的熱電偶信號直接通過兩芯銅電纜連接到控制室顯示儀器。經云南現場檢查，淬火溫度測量不準確，熱電偶溫度測量系統未按要求使用補償導線。

根據熱電偶溫度測量原理，熱電偶電路的熱電勢與測量溫度和熱電偶參考端溫度有關。安裝在使用現場的熱電偶參考端溫度（指熱電偶接線盒的溫度）隨環境溫度的變化而變化，不能恒定。在熱電偶參考端溫度波動的情況下，利用補償線將參考端延長到溫度穩定或遠離熱源的環境，以補償熱電偶參考端溫度變化引起的誤差。

普通電線可以傳輸熱電偶測溫產生的mV但不能補償將熱電偶參考端溫度延長到儀表控制室，導致熱電偶測溫系統溫度補償不準確。

正確方法：熱電偶信號傳輸必須使用熱電偶補償導線，禁止用電纜代替補償導線。

2.混合不同分度號的熱電偶和熱電偶補償導線，引入測量誤差

單位使用S型熱電偶測量爐溫，工作人員知道熱電偶必須使用補償線，然后使用庫存K型熱電偶補償線將鉑銠10-鉑熱電偶信號連接到顯示儀器（如圖2所示），發現實際爐溫度和測量值偏差較大，云南更換補償線Sc后測溫恢復正常。

根據國家質量技術監督局的規定，熱電偶補償導線的熱電勢和允許誤差應符合要求JJG 351-1996工作用廉金屬熱電偶驗證程序及相關標準，不同程度對應的熱電偶補償線在同一環境溫度下產生不同的熱電勢，將不同程度的熱電偶和熱電偶補償線混合，必然引入熱電偶參考端溫度補償誤差。

正確的方法：各種熱電偶補償導線必須與相應的熱電偶配合。

3.熱電偶補償導線絕緣層損壞

在熱電偶接線和安裝過程中，熱電偶接線盒出口和補償導線其他部位的絕緣層偶爾磨損。故障表現為顯示儀器或DCS系統溫度顯示值一般較小。

正確方法：尋找補償導線絕緣層損傷點，重新絕緣，恢復儀器正常顯示值。

4.熱電偶補償導線正負極性反轉，引入測量誤差

某化工廠更換現場熱電偶后，溫度測量值與實際溫度偏差較大，有時高有時低。經仔細檢查，發現熱電偶與補償導線極性正負相反，補償導線接線調整后故障消除。

熱電偶和熱電偶補償導線可分為正極和負極當補償導線極性反接時，儀表顯示值變化很大：

①當熱電偶與補償導線連接處溫度高于控制室溫度時，儀表顯示溫度低于實際測量溫度。

②當熱電偶與補償導線連接處溫度低于控制室溫度時，儀表顯示溫度高于實際測量溫度。

③補償線極性反接后，當熱電偶與補償線連接處的溫度與控制室溫度相同時，儀表顯示溫度與實際溫度相同。

經理論證明，使用熱電偶補償導線時，極性反向導致的誤差約為無補償導線時的兩倍。

不同型號熱電偶補償導線正極絕緣層顏色均為紅色層，負極顏色不同，可根據絕緣層顏 補償導線型號。

正確方法:正確區分熱電偶和熱電偶補償導線的正負極，極性不能反接。

5.熱電偶補償導線與接線端子接觸不良

熱電偶補償導線比較硬，導線和端子在接線或使用過程中容易接觸不良。這種故障反映在儀器或DCS系統無顯示值或顯示值過量范圍。

處理方法：擰緊接線端子，消除不良接觸故障，正常測量顯示回復儀器。

6.熱電偶與補償導線連接點的溫度超過規定的使用范圍

普通熱電偶補償導線的使用溫度為0-100℃；耐高溫補償導線的使用溫度為0-200℃。例如，R型熱電偶補償導線Rc和S型熱電偶補償導線Sc均為補償導線，各類補償導線精度較低，0-60℃環境中使用誤差較小，在0-150℃負誤差較大。

正確方法：一般補償型熱電偶補償導線的環境溫度不超過100℃，高溫熱電偶補償導線可達2000℃

7.熱電偶補償導線中間有接頭，接頭接觸不良

在熱電偶補償導線的生產過程中，單位長度內接頭的數量受國家相關質量標準的家數量標準的限制，制造商將進行相應的處理。補償導線長度不足需要接線。常見施工人員將補償導線接頭擰在一起進行絕緣處理后投入使用。使用一段時間后，測量不準確，誤差增加。

正確方法：如需延長補償導線長度，應連接相同型號的補償導線，連接牢固可靠，焊接，絕緣后投入使用。

8.補償導線與電力電纜平行敷設，信號 擾

某企業在施工過程中將熱電偶補償導線與電氣動力平行敷設在同一電纜橋架中，系統投入使用后出現DCS系統顯示熱電偶溫度突然高低，經反復檢查確認熱電偶測量信號受到動力線路干擾，導致溫度測量誤差超過100度。

正確方法：施工過程中，熱電偶補償導線與電力電纜同向敷設，電力橋與儀表信號橋分別敷設，采用屏蔽補償導線。如果補償導線和電力電纜不可避免地在同一橋架上，則應在橋架內設置屏蔽隔板或交叉敷設，以較大限度地減少熱電偶信號 擾機率。

9.由于信號衰減和干擾引起的測量誤差，長距離使用熱電偶補償導線

熱電偶測溫時產生的電勢值為mV由于補償導線的長度增加，信號衰減和現場磁電干擾耦合DCS系統溫度顯示值波動。

處理方法：

①補償線需要長距離敷設，補償線直徑不得低于Φ1.5mm2，減少mV信號衰減。

②選擇屏蔽補償導線，按規范接地屏蔽層（必須使屏蔽層在補償導線一端接地，并將其納入儀表信號接地網，禁止將接地納入工廠電氣接地網），避免因屏蔽層接地不正確而造成測量誤差。

③使用溫度變送器將地熱電偶信號轉換為4-20mA信號傳輸，提高信號抗干擾能力。

10.熱電偶選擇熱電偶溫度變送器后，無需補償導線？

熱電偶溫度變送器通常安裝在熱電偶接線盒和控制柜中，這是兩種不同結構的溫度變送器：

①溫度變送器安裝在熱電偶接線盒中，形成一個集成的熱電偶溫度變送器。熱電偶線直接連接到溫度變送器的輸入端，輸出為4-20mA信號、變送器和顯示儀器DCS系統直接用雙絞線或兩芯屏蔽電纜連接，無熱電偶補償導線。

②如果溫度變送器安裝在控制柜內，則必須使用補償導線連接熱電偶和溫度變送器DCS系統直接用雙絞線或兩芯屏蔽電纜連接，無熱電偶補償導線。

正確的方法必須根據實際應用確定熱電偶溫度變送是否使用補償導線。

正確使用熱電偶補償導線，相關從業人員需要了解熱電偶的工作原理和補償導線的工作原理，有強烈的責任感和認真實際的工作態度，避免上述錯誤，確保熱電偶的準確性。