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熱電偶測量誤差的主要影響因素
發(fā)布時間 : 2021-11-05
上海自動化儀表三廠熱電偶直接測量溫度，并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號挣饥，通過顯示儀表轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度除师。熱電偶測溫的基本原理是兩種不同成份的材質(zhì)導體組成閉合回路，當兩端存在溫度梯度時扔枫，回路中就會有電流通過汛聚，此時兩端之間就存在電動勢-熱電動勢，這就是所謂的塞貝克效應(yīng)茧吊。兩種不同成份的均質(zhì)導體為熱電極贞岭，溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端搓侄，自由端通常處于某個恒定的溫度下瑞蓉。根據(jù)熱電動勢與溫度的函數(shù)關(guān)系，制成熱電偶分度表偿寥；分度表是自由端溫度在0℃時的條件下得到的梯撰，不同的熱電偶具有不同的分度表。熱電偶測溫基本原理：將兩種不同材料的導體或半導體A和B焊接 起來填级，構(gòu)成一個閉合回路怎体。當導體A和B的兩個結(jié)合點1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢怜人，因而在回路中形成一個大小的電流愚缔，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。熱電偶就是利用這一效應(yīng)來工作的癌羞。熱電偶的使用方法垛淮，如熱電偶的測試點的選擇、插入深度豌富、響應(yīng)時間等都會造成熱電偶的測量誤差根适。
測量誤差的主要影響因素
1、熱電偶插入深度的影響
①測溫點的選擇
熱電偶的安裝位置铅乡，即測溫點的選擇是最重要的继谚。測溫點的位置，對于生產(chǎn)工藝過程而言阵幸，一定要具有典型性花履、代表性，否則將失去測量與控制的意義挚赊。
②插入深度
熱電偶插入被測溫場時臭挽，沿著傳感器的長度方向?qū)a(chǎn)生熱流捂襟。當環(huán)境溫度低時就會有熱損失。致使熱電偶與被測對象的溫可度不一致而產(chǎn)生測溫誤差欢峰。總之涨共，由熱傳導而引起的誤差纽帖，與插入深度有關(guān)。而插入深度又與保護管材質(zhì)有關(guān)举反。金屬保護管因其導熱性能好懊直，其插入深度應(yīng)該深一些(約為直徑的15倍)，陶瓷材料絕熱性能好火鼻，可插入淺一些旱醉。
2、響應(yīng)時間的影響
接觸法測溫的基本原理是測溫元件要與被測對象達到熱平衡穗蚌。因此敬育，在測溫時需要保持一定時間，才能使兩者達到熱平衡崭守。而保持時間的長短零勃，同測溫元件的熱響應(yīng)時間有關(guān)。而熱響應(yīng)時間主要取決于傳感器的結(jié)構(gòu)及測量條件浙辫，差別極大类菊。對于氣體介質(zhì)，尤其是靜止氣體郊檐，至少應(yīng)保持30分鐘以上才能達到平衡玩捉，航標中規(guī)定每個檢測點的保溫時間也要30分鐘；對于液體而言茴怀，最快也要在10分鐘以上词宴。
對于溫度不斷變化的被測場所，尤其是瞬間變化過程寺晌，全過程僅1s世吨，則要求傳感器的響應(yīng)時間在毫秒級。因此呻征，普通的溫度傳感器不僅跟不上被測對象的溫度變化速度出現(xiàn)滯后耘婚，而且也會因達不到熱平衡而產(chǎn)生測量誤差。最好選擇響應(yīng)快的傳感器陆赋。對熱電偶而言除受保護管影響外沐祷，熱電偶的測量端直徑也是其主要因素，即偶絲越細攒岛，測量端直徑越小赖临，其熱影響時間越短胞锰。
3、熱輻射的影響
插入爐內(nèi)用于測溫的熱電偶兢榨，將被高溫物體發(fā)出的熱輻射加熱嗅榕。假定爐內(nèi)氣體是透明的，而且吵聪，熱電偶與爐壁的溫差較大時凌那，將因能量交換而產(chǎn)生測溫誤差，為了減少熱輻射誤差嫌盲，應(yīng)增大熱傳導董记，并使爐壁溫度盡可能接近熱電偶的溫度。另外赐赁，在熱電偶安裝還應(yīng)注意以下事項：①熱電偶安裝位置應(yīng)盡可能避開從固體發(fā)出的熱輻射檀塌，使其不能輻射到熱電偶表面；②熱電偶最好帶有熱輻射遮蔽套雕踊。
4前河、熱阻抗增加的影響
在高溫下使用的熱電偶，如果被測介質(zhì)為氣態(tài)灌当，那么保護管表面沉積的塵土等將燒熔在表面上您风，使保護管的熱阻抗增大；如果被測介質(zhì)是熔體京球，在使用過程中將有爐渣沉積参攻，不僅增加了熱電偶的響應(yīng)時間，而且還使指示溫度偏低怎晰。因此髓绽，除了定期檢定外，為了減少誤差妆绞，經(jīng)常抽檢也是必要的顺呕。
測量誤差的主要影響因素
1、熱電偶插入深度的影響
①測溫點的選擇
熱電偶的安裝位置铅乡，即測溫點的選擇是最重要的继谚。測溫點的位置，對于生產(chǎn)工藝過程而言阵幸，一定要具有典型性花履、代表性，否則將失去測量與控制的意義挚赊。
②插入深度
熱電偶插入被測溫場時臭挽，沿著傳感器的長度方向?qū)a(chǎn)生熱流捂襟。當環(huán)境溫度低時就會有熱損失。致使熱電偶與被測對象的溫可度不一致而產(chǎn)生測溫誤差欢峰。總之涨共，由熱傳導而引起的誤差纽帖，與插入深度有關(guān)。而插入深度又與保護管材質(zhì)有關(guān)举反。金屬保護管因其導熱性能好懊直，其插入深度應(yīng)該深一些(約為直徑的15倍)，陶瓷材料絕熱性能好火鼻，可插入淺一些旱醉。
2、響應(yīng)時間的影響
接觸法測溫的基本原理是測溫元件要與被測對象達到熱平衡穗蚌。因此敬育，在測溫時需要保持一定時間，才能使兩者達到熱平衡崭守。而保持時間的長短零勃，同測溫元件的熱響應(yīng)時間有關(guān)。而熱響應(yīng)時間主要取決于傳感器的結(jié)構(gòu)及測量條件浙辫，差別極大类菊。對于氣體介質(zhì)，尤其是靜止氣體郊檐，至少應(yīng)保持30分鐘以上才能達到平衡玩捉，航標中規(guī)定每個檢測點的保溫時間也要30分鐘；對于液體而言茴怀，最快也要在10分鐘以上词宴。
對于溫度不斷變化的被測場所，尤其是瞬間變化過程寺晌，全過程僅1s世吨，則要求傳感器的響應(yīng)時間在毫秒級。因此呻征，普通的溫度傳感器不僅跟不上被測對象的溫度變化速度出現(xiàn)滯后耘婚，而且也會因達不到熱平衡而產(chǎn)生測量誤差。最好選擇響應(yīng)快的傳感器陆赋。對熱電偶而言除受保護管影響外沐祷，熱電偶的測量端直徑也是其主要因素，即偶絲越細攒岛，測量端直徑越小赖临，其熱影響時間越短胞锰。
3、熱輻射的影響
插入爐內(nèi)用于測溫的熱電偶兢榨，將被高溫物體發(fā)出的熱輻射加熱嗅榕。假定爐內(nèi)氣體是透明的，而且吵聪，熱電偶與爐壁的溫差較大時凌那，將因能量交換而產(chǎn)生測溫誤差，為了減少熱輻射誤差嫌盲，應(yīng)增大熱傳導董记，并使爐壁溫度盡可能接近熱電偶的溫度。另外赐赁，在熱電偶安裝還應(yīng)注意以下事項：①熱電偶安裝位置應(yīng)盡可能避開從固體發(fā)出的熱輻射檀塌，使其不能輻射到熱電偶表面；②熱電偶最好帶有熱輻射遮蔽套雕踊。
4前河、熱阻抗增加的影響
在高溫下使用的熱電偶，如果被測介質(zhì)為氣態(tài)灌当，那么保護管表面沉積的塵土等將燒熔在表面上您风，使保護管的熱阻抗增大；如果被測介質(zhì)是熔體京球，在使用過程中將有爐渣沉積参攻，不僅增加了熱電偶的響應(yīng)時間，而且還使指示溫度偏低怎晰。因此髓绽，除了定期檢定外，為了減少誤差妆绞，經(jīng)常抽檢也是必要的顺呕。