企业在使用热电偶进行温度测量中，热电偶补偿导线的使用非常普遍。但热电偶补偿导线如果选择和使用不当，结果会适得其反，导致测温和控温出现很大的偏离，严重的会直接造成经济损失。因此，正确选择和使用热电偶补偿导线是每个使用热电偶测温的技术人员必须掌握的知识

一、热电偶补偿导线的选择

热电偶补偿导线一般由绝缘层、护套和加屏蔽层组成。

若想正确选择热电偶补偿导线，首先必须知道热电偶补偿导线所处的环境温度及现场工作状况。

1.根据现场环境温度情况选择合适的补偿导线护套:当环境温度为-60℃～205℃时，应选择聚合乙烯护套的补偿导线；当环境温度为-25℃～105℃时，则可选择聚氟乙烯护套的补偿导线。

2.根据现场工作环境选择不同类型的热电偶补偿导线:延长型热电偶补偿导线是指材质与所用热电偶相同的合金丝，它通常以字母X附加在热电偶分度号之后表示，例如:EX。补偿型热电偶补偿导线是指其热电动势值在0℃～100℃或0℃～200℃时与配用的热电偶热电动势的标称值相同，但两者的合金丝成分不同，它通常以字母C附加在热电偶分度号之后表示，例如:KC。

3.根据现场工作状况选择不同类型的热电偶补偿导线

（1)按热电特性来选择热电偶补偿导线(有精密级和普通级):普通级误差为±2.5℃，精密级为±1.5℃。

(2)按结构线芯选择:有单股线芯和多股线芯(软线)之分。

(3)现场需要屏蔽的:有屏蔽层的补偿导线和无屏蔽层的补偿导线。

二、热电偶补偿导线的使用

在众多热电偶测温现场,我们发现仅用普通铜导线作热电偶热电极连接仪表的仅占35%,而选择使用补偿导线作连接线的占65%。究其原因:一是由于热电偶设备使用操作人员不清楚热电偶的测温原理，不了解补偿导线的功能，认为既然能起到连接作用，用普通导线即可。二是设备制造商在安装热电偶时，用的连接线就是普通导线；再加上使用者专业知识缺乏，总认为设备安装人员都是专业人员，做法总是正确的，没能引起应有的怀疑。三是虽然用了补偿导线但使用不当，也导致测温和控温出现很大的偏离。下面就笔者在工作中遇到的有些企业对热电偶补偿导线的实际使用情况加以举例说明:

1.将热电偶补偿导线的正负极与热电偶的正负极接反，热电偶的正负极与仪表的极性连接是正确的(以k型热电偶为例)。这种错误在应用中比较普遍，因为连接后，被控制对象的温度变化趋势与显示仪表是一致的，使用者不会发现连接错误。

如果连接正确，仪表所接收的总热电势为

E总=ek(t1，t3)+ekx(t3，t2)=ek(t1，t2) (1)

t3称为中间温度。式(1)也称为中间导体定律。

如果连接错误,根据中间导体定律,仪表所接收的总热电势为

E′总=ek(t1，t3)+ekx(t3，t2) (2)

对于kx延伸型补偿导线，有

e′kx(t3，t2)=-ekx(t3，t2)=-ek(t3，t2) (3)

通过计算可知仪表测量值由此产生的误差为

E′总-E总=ek(t1，t3)-ek(t3，t2)-ek(t1，t3)-ek(t3，t2)=-2ek(t3，t2) (4)

例如，一般工业炉附近的温度至少比控制间的温度高8℃。那么，由此产生的误差正好是补偿导线补偿值的2倍，测量温度就大约比实际温度低16℃。如果控制仪表显示温度为600℃,则炉内实际温度应该在616℃左右。

从以上分析可以看出，当热电偶补偿导线正负极接反时，不仅不能起到补偿作用，误差比不接补偿导线时还会增加一倍，因此，补偿导线在连接时一定要注意极性。

2.使用的补偿导线型号不对

同种补偿导线配同种热电偶，如果所选的补偿导线种类不对，一样会产生误差。假设使用s型热电偶，选择了k型热电偶的补偿导线kx，则根据中间导体定律，仪表所接收的总热电势为

E′总(t1，t2)=es(t1，t3)+ekx(t3，t2) (5)

如果正确使用s型热电偶补偿导线sc，不考虑补偿导线自身误差，仪表测量的总热电势为

E总(t1，t2)=es(t1，t3)+es(t3，t2) (6)

由于选错了补偿导线，仪表测量值由此产生的误差为式(5)-式(6)，即

E′总-E总=es(t1，t3)+ekx(t3，t2)-es(t1，t3)-es(t3，t2)=ekx(t3，t2)-es(t3，t2)

如果s型热电偶工作温度为900℃，仍按照t3-t2=8℃(以8℃为例)，分别查s型热电偶和k型热电偶分度表，得出电势差为

ekx(t3，t2)-es(t3，t2)=0.278mV

这表明仪表测量温度比实际温度高。如果仪表控制在900℃时，实际值就只有875℃，误差约为25℃。如果在上述情况下又将极性接反，则仪表测量值偏高，即当仪表显示900℃时，实际温度为933℃，误差约为33℃。

3.补偿导线与导线混用

在实际应用中，经常会发现由于补偿导线不够长而再用普通导线连接，或补偿导线断了之后又接上一段普通导线的现象。对此我们用中间导体定律来分析，假定热电偶的型号为y(y表示热电偶分度号中的任意一种)，补偿导线为yx，连接导线材料为c，则仪表测量端的总热电势为

E′总=ey(t1，t3)+eyx(t3，tn)+ec(tn，t2)

如果tn与t2温度基本相等，ec(tn，t2)=0，根据热电偶中间导体定律，用普通导线连接没有影响。

如果tn1≠tn2、eyx(tn)+ec(t2)≠0，中间连接导线影响取决于补偿导线的材料yx与连接导线材料c的电势以及tn、t2差值。eyx(tn)+ec(t2)有可能是正，也有可能是负。折合成温度值与采用何种热电偶有关。通常廉金属热电偶的微分电势要大于贵金属热电偶。因此上述影响折合成温度,贵金属热电偶影响要大些。

三、补偿导线使用中的注意事项

1.与热电偶接线端连接的两个接点，应尽量保持两个接点温度的一致。

2.与仪表接线端连接处尽可能保持温度一致，仪表柜有风扇的地方，接点处要给予保护，不能使风扇直吹到接点。

3.因为热电偶的信号很低，为微伏级，如果使用的距离过长，信号的衰减和环境中强电的干扰耦合，足以使热电偶的信号失真，造成测量和控制温度不准确，在控制中严重时会产生温度波动。

根据实际工作，笔者认为通常使用热电偶补偿导线的长度最好控制在15m内，如果超过15m，建议使用温度变送器传送信号。因为温度变送器是将温度对应的电势值转换成直流电流传送，所以抗干扰强。

4.补偿导线布线一定要远离动力线和干扰源。在避免不了穿越的地方，应尽可能采用交叉方式，不要平行。

5.为了提高热电偶连接线的抗干扰性，可以采用屏蔽补偿导线，这样对于现场干扰源较多的场合，效果较好；但是一定要将屏蔽层严格接地，否则屏蔽层不仅没有起到屏蔽的作用，反而会增强干扰。