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上海自動(dòng)化儀表三廠生產(chǎn)熱電偶葵擎、熱電阻谅阿、雙金屬溫度計(jì)、溫度變送器等產(chǎn)品某蛆。在現(xiàn)有的測(cè)溫系統(tǒng)中碴秽，我們常用的溫度傳感器有熱電偶，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單诸跳，往往被誤認(rèn)為“熱電偶兩根線承叫，接上就完事”，其實(shí)并非如此彼使。 熱電偶的結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單织鳖，但在使用中仍然會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題。例如：安裝或使用方法不當(dāng)接馏，將會(huì)引起較大的測(cè)量誤差卷哟，甚至檢定合格的熱電偶也會(huì)因操作不當(dāng)，在使用時(shí)不合格扇蚯，在滲碳等還原性氣氛中役躬，如果不注意，K型熱電偶也會(huì)因選擇性氧化而超差柿糖。

為了提高測(cè)量精度纸兔，減少測(cè)量誤差，延長(zhǎng)熱電偶使用壽命否副，要求使用者不僅應(yīng)具備儀表方面的操作技能食拜，而且還應(yīng)具有物理、化學(xué)及材料等多方面知識(shí)副编。作者根據(jù)多年實(shí)踐，并參閱有關(guān)資料較詳細(xì)本身地介紹熱電偶的測(cè)量誤差及其注意事項(xiàng)流强。

1痹届、熱電偶絲不均質(zhì)影響

（1）熱電偶材質(zhì)不均質(zhì)

熱電偶在計(jì)量室檢定時(shí)，按規(guī)程要求打月，插入檢定爐內(nèi)的深度只有300mm队腐。因此每支熱電偶的檢定結(jié)果，確切的說(shuō)只能體現(xiàn)或主要體現(xiàn)出從測(cè)量端開始300mm長(zhǎng)偶絲的熱電行為奏篙，然而柴淘，當(dāng)熱電偶的長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，則大部分偶絲處于高溫區(qū)秘通，如果熱電偶絲是均質(zhì)的为严，那么依據(jù)均質(zhì)回路定則，測(cè)量結(jié)果與長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。然而垛搏，熱電偶絲并非均質(zhì)柳竟，尤其是廉金屬熱電偶絲其均質(zhì)性較差，又處于具有溫度梯度的場(chǎng)合肩卡，那么其局部將產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)慰乾，該電動(dòng)勢(shì)稱為寄生電勢(shì)。由寄生電勢(shì)引起的誤差稱為不均質(zhì)誤差嗦忍。

在現(xiàn)有的貴金屬殊童、廉金屬熱電偶檢定規(guī)程中，對(duì)熱電偶的不均質(zhì)尚未作出規(guī)定阿绣，只有在熱電偶絲材標(biāo)準(zhǔn)中海泵，對(duì)熱電偶絲的不均勻性有一定要求。對(duì)廉金屬熱電偶采用首尾檢定法求出不均勻熱電動(dòng)勢(shì)湖吭。正規(guī)熱電偶絲材生產(chǎn)廠掺厦，均按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，生產(chǎn)出不均勻熱電動(dòng)勢(shì)符合要求的產(chǎn)品碉渡。

（2）熱電偶絲經(jīng)使用后產(chǎn)生的不均質(zhì)

對(duì)于新制的熱電偶聚谁，即使是不均勻熱電動(dòng)勢(shì)能滿足要求，但是滞诺，反復(fù)加工形导、彎曲致使熱電偶產(chǎn)生加工畸變，也將失去均質(zhì)性习霹，而且使用中熱電偶長(zhǎng)期處于高溫下也會(huì)因偶絲的劣化而引起熱電動(dòng)勢(shì)變化朵耕，例如：插入工業(yè)爐中的熱電偶，將沿偶絲長(zhǎng)度方向發(fā)生劣化淋叶，并隨溫度增高阎曹，劣化增強(qiáng)，當(dāng)劣化的部分處于具有溫度梯度的場(chǎng)所煞檩，也將產(chǎn)生寄生電動(dòng)勢(shì)疊加在總熱電動(dòng)勢(shì)中而出現(xiàn)測(cè)量誤差处嫌。

作者在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)有的熱電偶經(jīng)計(jì)量部門檢定合格的產(chǎn)品（多為廉金屬熱電偶）到現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)卻不合格。再返回到計(jì)量部門檢定仍然合格斟湃，其中主要原因就是偶絲不均質(zhì)引起的熏迹。生產(chǎn)熱電偶的技術(shù)人員都切身體會(huì)到，熱電偶的不合格率也隨其長(zhǎng)度的增加而增加凝赛。皆是受熱電偶絲材不均質(zhì)的影響挫勿。總之庭授，由不均質(zhì)即寄生電動(dòng)勢(shì)引起的誤差琴哗，取決于熱電偶絲自身的不均質(zhì)程度及溫度梯度的大小绎探，對(duì)其定量極其困難。

2囊骆、鎧裝熱電偶的分流誤差

（1）分流誤差

瓦軸集團(tuán)滲碳爐用鎧裝熱電偶雪奠，僅使用一周就不準(zhǔn)了。為探討原因筏匪，作者曾到現(xiàn)場(chǎng)考察踪启，但未發(fā)現(xiàn)異常，只好從爐子上取下來(lái)經(jīng)計(jì)量室檢定結(jié)果合格慢俄。那么問(wèn)題何在呢茧天？最后，根據(jù)該支熱電偶的現(xiàn)場(chǎng)安裝特點(diǎn)妄结，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)磨夕，上述問(wèn)題是鎧裝熱電偶的分流誤差造成的。

所謂分流誤差即用鎧裝熱電偶測(cè)量爐溫時(shí)蔓姚，當(dāng)熱電偶中間部位有超過(guò)800°C的溫度分布存在時(shí),因其絕緣電阻下降捕虽，熱電偶示值出現(xiàn)異常的現(xiàn)象，稱為分流誤差坡脐。依據(jù)均質(zhì)回路定則泄私，用熱電偶測(cè)溫只與測(cè)量端與參考端兩端溫度有關(guān)，與中間溫度分布無(wú)關(guān)备闲∩味耍可是由于鎧裝熱電偶的絕緣物是粉末狀MgO，溫度每升高100°C恬砂，其絕緣電阻下降一個(gè)數(shù)量級(jí)咧纠，當(dāng)中間部位溫度較高時(shí)，必定有漏電流產(chǎn)生泻骤，致使在熱電偶輸出電勢(shì)中有分流誤差出現(xiàn)漆羔。

（2）分流誤差產(chǎn)生的條件

將鎧裝熱電偶水平插入爐內(nèi)，其規(guī)格及實(shí)驗(yàn)條件為：直徑ф4.8mm,長(zhǎng)度為25m,中間部位加熱帶的長(zhǎng)度為20m狱掂，溫度為1000℃钧椰。本次實(shí)驗(yàn)中，熱電偶的測(cè)量端與中間部位的溫差為200℃殖祈。如果測(cè)量端溫度高于中間部位，則產(chǎn)生負(fù)誤差恼孩；相反粮戈，則產(chǎn)生正誤差。如果兩者的溫差為200℃牙硫，那么亭圆，分流誤差約為100℃街剂。這是絕對(duì)不能忽視的，分流誤差的產(chǎn)生條件與鎧裝熱電偶種類和直徑等因素有關(guān)[2]柏豆，見表1绎弯。

3、分流誤差的影響因素及對(duì)策

高溫下鎧裝熱電偶產(chǎn)生分流誤差的現(xiàn)象这毁，正在引起人們的重視版逼，因此有必要了解分流誤差的影響因素，并采取適當(dāng)對(duì)策以減少或消除分流誤差的影響混闪。

（1）鎧裝熱電偶直徑

對(duì)于長(zhǎng)度為9米的K型鎧裝熱電偶（MgO絕緣）钮隙，只將熱電偶中間部位加熱。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：分流誤差的大小與其直徑的平方根成反比（直徑過(guò)細(xì)属瓣，不遵守此規(guī)律）载迄，即直徑越細(xì)，分流誤差越大抡蛙。

當(dāng)中間部位溫度高于800℃時(shí)护昧，對(duì)于ф3.2mm鎧裝熱電偶將產(chǎn)生分流誤差。但對(duì)于ф6.4mm及ф8mm鎧裝熱電偶粗截，當(dāng)中間部位的溫度為900℃時(shí)惋耙，仍未發(fā)現(xiàn)分流誤差。對(duì)于ф6.4mm(熱電極絲直徑為ф1.4mm)與ф8mm（熱電極絲直徑為ф2.0mm）的鎧裝熱電偶慈格，當(dāng)中間部位溫度為1100℃時(shí)怠晴，直徑為ф8mm的鎧裝熱電偶產(chǎn)生的分流誤差僅為ф6.4mm的一半。此數(shù)值（50%）近視于兩種鎧裝熱電偶電極絲直徑的平方比（1.42/2.02 ） ,而電極絲直徑平方比,即為電極絲的電阻比浴捆。因此蒜田，為了減少分流誤差，應(yīng)盡可能選用粗直徑的鎧裝熱電偶选泻。

（2）中間部位的溫度

如果中間部位的溫度超過(guò)800℃冲粤，有可能產(chǎn)生分流誤差，其大小將隨溫度的升高洒唇，呈指數(shù)關(guān)系增大船遣。因此，除測(cè)量端外卸腐，其它部位應(yīng)盡可能避免超過(guò)800℃样呜。

1）中間部位加熱帶長(zhǎng)度及位置

當(dāng)中間部位加熱帶溫度高于800℃時(shí)，其加熱帶的長(zhǎng)度越長(zhǎng)屿赶，距離測(cè)量端越遠(yuǎn)覆珍，分流誤差越大。因此差机，應(yīng)盡可能縮短加熱帶長(zhǎng)度 纱轨，并且耿愈，不要在遠(yuǎn)離測(cè)量端處加熱，以減少分流誤差倔剩。

（3）熱電偶絲的電阻

當(dāng)鎧裝熱電偶的直徑相同時(shí)朦暖，分流誤差將隨熱電偶絲的電阻增大而增加。因此盖呼， 采用電阻小的熱電偶絲更好儒鹿。例如：直徑相同的S型鎧裝熱電偶同K型熱電偶相比，其分流誤差減少40%塌计。因此挺身，可采用S型熱電偶測(cè)量爐內(nèi)溫場(chǎng)分布，費(fèi)用雖高锌仅，但較準(zhǔn)確章钾。

（4）絕緣電阻

高溫下氧化物的電阻率將隨溫度的升高呈指數(shù)降低,分流誤差的大小主要取決于高溫部分的絕緣性能,絕緣電阻越低,越容易產(chǎn)生分流誤差。當(dāng)絕緣電阻增加10倍或減少至1/10時(shí)热芹，其分流誤差也隨之減少至1/10或增大10倍贱傀。為了減少分流誤差，應(yīng)盡可能采用直徑粗的鎧裝熱電偶伊脓，增加絕緣層厚度府寒。如果上述措施無(wú)效時(shí)，只好采用裝配式熱電偶报腔。

4株搔、短程有序結(jié)構(gòu)變化（K狀態(tài)）的影響

K型熱電偶在250℃—600℃溫度范圍內(nèi)使用時(shí)，由于其顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化纯蛾，形成短程有序結(jié)構(gòu)肌辑，因此將影響熱電勢(shì)值而產(chǎn)生誤差，這就是所謂的K狀態(tài)[3]留旱。它是Ni—Cr合金特有的晶格變化刹造，當(dāng)Cr含量在5—30%范圍內(nèi)存在著原子晶格的有序 無(wú)序轉(zhuǎn)變。由此而引起的誤差格你，因Cr含量及溫度的不同而變化劫欣。將K型熱電偶從300℃加熱至800℃，每50℃取一點(diǎn)述逾，測(cè)量該點(diǎn)電勢(shì)盹清。在450℃時(shí)偏差最大可達(dá)4℃，在350—600℃范圍內(nèi)殴客，均為正偏差肄寻。由于K狀態(tài)的存在，使K型熱電偶在升溫或降溫檢定結(jié)果不一致励螺，故在廉金屬熱電偶檢定規(guī)程中明文規(guī)定檢定順序：由低溫向高溫逐點(diǎn)升溫檢定串锁。而且在400℃檢定點(diǎn)，不僅傳熱效果不佳糊探，難以達(dá)到熱平衡钾埂，而且，又恰好處于K狀態(tài)誤差最大范圍科平。因此褥紫，對(duì)該點(diǎn)判定合格與否時(shí)應(yīng)很慎重。

Ni—Cr合金短程有序結(jié)構(gòu)變化的現(xiàn)象瞪慧，不僅存在于K型髓考，而且，在E型熱電偶正極中也有此現(xiàn)象弃酌。但是氨菇，作為變化量E型熱電偶僅為K型的2/3〖讼妫總之查蓉，K狀態(tài)與溫度、時(shí)間有關(guān)榜贴，當(dāng)溫度分布或熱電偶位置變化時(shí)豌研，其偏差也會(huì)發(fā)生很大變化。故難以對(duì)偏差大小作出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)沈猜。