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  發布(bù)時間(jiān):2016-04-18

熱電偶(ǒu)計量誤差主要(yào)因素

1.熱(rè)電偶 熱(rè)電(diàn)特性不穩定所引起(qǐ)的誤(wù)差
   熱電偶(ǒu)溫度計經(jīng)過一(yī)段時間使(shǐ)用,受其使用的環境(jìng)影響,其(qí)本身的(de)熱電性能将會(huì)産生(shēng)一定(dìng)的變化,則該熱(rè)電偶(ǒu)溫度(dù)計計(jì)量得(dé)到的(de)溫度與真實(shí)溫(wēn)度有一定(dìng)的偏離。影響(xiǎng)熱(rè)電偶穩定(dìng)性的(de)主要(yào)因素有:
(1)被測物(wù)對熱電偶(ǒu)電極的污染和(hé)腐蝕;
(2)熱電極受外力作(zuò)用而産生的(de)變形(xíng)所引起的(de)形變應力(lì);
(3)感(gǎn)溫電極在高(gāo)溫下微(wēi)觀(guān)結構(gòu)晶粒(lì)發生(shēng)變化(huà);
(4)熱電極(jí)受暴露(lù)在空氣中發生氧化等。
2.熱(rè)電偶(ǒu)不均勻性(xìng)的(de)影響
   熱(rè)電偶的均(jun1)勻性是指熱電(diàn)偶熱(rè)電極材料(liào)的均勻程(chéng)度。如果熱(rè)電(diàn)偶中的(de)兩個熱電(diàn)極材(cái)料是(shì)均(jun1)勻的,則(zé)熱電偶回路産生的熱電(diàn)勢和(hé)兩端溫(wēn)度(dù)差呈正相(xiàng)關,而(ér)與沿熱電極長度的溫度(dù)梯(tī)度無關(guān)。
3.測量(liàng)溫(wēn)度(dù)點的(de)選擇(zé)
   選(xuǎn)擇合适(shì)的測溫點(diǎn)是安(ān)裝熱電偶時十(shí)分重要的(de)考慮因(yīn)素,選擇(zé)具有(yǒu)代表(biǎo)性的測(cè)溫(wēn)點,對于整個生(shēng)産環境(jìng)具(jù)有特(tè)殊的意(yì)義。位置選擇不(bú)當,則控(kòng)制和計量将毫(háo)無意(yì)義。在測量點,熱電偶(ǒu)插入(rù)的深(shēn)度也(yě)對溫度測量産生影(yǐng)響,當(dāng)外部(bù)環(huán)境(jìng)和被測(cè)物溫度(dù)存在溫(wēn)度差時,熱電(diàn)偶上測量(liàng)的溫度會随着傳感(gǎn)器的延長(zhǎng)而與外界環境(jìng)産生熱(rè)交換,繼而帶來計量誤差。由于環(huán)境溫(wēn)度千變萬(wàn)化,這種溫(wēn)度誤差是(shì)不可估量(liàng)的。除(chú)了由于插入深淺發(fā)生熱傳導引入的誤差以外,熱電偶(ǒu)外部保護管材質也(yě)會引入測量誤差(chà)。例(lì)如金屬材(cái)質的保護管,其導熱(rè)性能較好,因此在測(cè)量過(guò)程中(zhōng)需要(yào)将其(qí)插入(rù)更深以避(bì)免熱(rè)量損失(shī)。對(duì)于陶(táo)瓷材(cái)質的保護管(guǎn),則需要将其插入淺一些。
4.響(xiǎng)應時間的(de)影響
   隻有(yǒu)被測對象和測(cè)溫元(yuán)件溫度一緻時(shí),測溫(wēn)元件的溫(wēn)度才能穩定,此(cǐ)時二者(zhě)達到熱平衡,這是(shì)接觸(chù)法測(cè)溫(wēn)的基本(běn)原理。被(bèi)測對象(xiàng)和(hé)測溫元件溫(wēn)度達到一緻需(xū)要一定(dìng)時間來(lái)實現,該時(shí)間的(de)長短(duǎn),主要由測(cè)溫元件的熱響(xiǎng)應性能決定,即(jí)熱響應時(shí)間。熱響應時間受傳(chuán)感器的結構和(hé)計量(liàng)條件影響(xiǎng),通過實驗,不同(tóng)條件下(xià)的(de)響應(yīng)時間差别很大。靜止的氣态介(jiè)質,兩者需要持(chí)續接觸30分鍾以(yǐ)上才能達(dá)到溫(wēn)度平衡,如靜态(tài)的液體(tǐ),溫(wēn)度平(píng)衡時(shí)間将縮短(duǎn)到5分鍾(zhōng)。
在(zài)實際(jì)工程(chéng)應用(yòng)中,被(bèi)測對象(xiàng)的(de)溫度(dù)經常(cháng)是(shì)處于不(bú)斷(duàn)變化的狀态,瞬間(jiān)變(biàn)化的時(shí)間很短(duǎn),因此對(duì)傳感器的要求(qiú)也相對(duì)較(jiào)高,一(yī)般要(yào)求(qiú)其響應(yīng)能力爲(wèi)ms級(jí)别。如響應能(néng)力(lì)不足(zú),則出現測量滞(zhì)後現象。因此選(xuǎn)擇(zé)傳感器(qì)要選擇響(xiǎng)應(yīng)速度(dù)快(kuài)的。計(jì)量端直徑是影響(xiǎng)響應速(sù)度的重要(yào)因素。如果偶絲較細(xì),則響應時間較短。
5.熱輻射的影(yǐng)響
   當用(yòng)熱(rè)電偶測量爐中溫度(dù)時(shí),爐内高(gāo)溫物(wù)體對(duì)熱電偶的(de)熱輻射,會引起熱電偶(ǒu)溫(wēn)度升(shēng)高。如(rú)果爐内的(de)氣體假(jiǎ)定(dìng)爲透(tòu)明的,熱電(diàn)偶和(hé)爐壁之間(jiān)的溫(wēn)差比較大時,那(nà)麽能(néng)量交(jiāo)換之(zhī)後也會帶來測(cè)溫方(fāng)面的誤差(chà)。增加熱傳(chuán)導能夠有效(xiào)的降低(dī)這部分誤差,讓(ràng)爐壁的(de)溫(wēn)度和(hé)熱電偶溫(wēn)度接(jiē)近。
6.熱阻抗增加的影響(xiǎng)
   當熱電(diàn)偶處(chù)于高溫的(de)工況環境下,氣(qì)态被測介質會(huì)将保護管(guǎn)表層(céng)灰塵燒(shāo)熔,引起(qǐ)保護(hù)管熱(rè)阻抗(kàng)增(zēng)加。如果介質(zhì)是熔體,那麽在(zài)操作(zuò)中會(huì)出現(xiàn)爐渣(zhā)的(de)沉(chén)澱沉(chén)澱的(de)爐渣(zhā)會增(zēng)加熱電偶(ǒu)響應(yīng)時間(jiān),指示(shì)溫度方面(miàn)會變(biàn)低。因此定(dìng)期(qī)檢查或(huò)不定時的抽檢(jiǎn)熱電(diàn)偶的工作(zuò)狀态,能夠(gòu)及時的發現熱(rè)電偶産生的異常,減少測量誤(wù)差。
7.熱電偶絲不均質(zhì)引起誤(wù)差(chà)
   根(gēn)據上述測(cè)量原理,當熱(rè)電偶(ǒu)的偶絲均(jun1)質時,根據(jù)均質回(huí)路定則(zé),長度對(duì)計量的(de)結果(guǒ)沒有(yǒu)影響(xiǎng)。而實際(jì)情(qíng)況是(shì),廠家在進行偶絲生産時(shí),通常(cháng)會因(yīn)爲溫(wēn)度等(děng)原因,導緻偶絲(sī)粗細不(bú)均,呈竹(zhú)節狀,甚至出現嚴重的打(dǎ)卷現(xiàn)象。另外在後期的加(jiā)工中(zhōng)會出現其(qí)他問題,對(duì)熱電(diàn)偶進(jìn)行的反複加工,會讓熱電偶出現畸(jī)變從而失(shī)去均(jun1)質。在(zài)進(jìn)行測溫(wēn)工作時,很(hěn)多偶(ǒu)絲位于高溫區(qū),如果不具(jù)備均值性(xìng),且環境溫(wēn)度變化,那麽熱(rè)電偶局(jú)部就會出現寄生(shēng)熱電(diàn)動勢,從而引(yǐn)入(rù)誤差。
   從熱(rè)電偶的基本工(gōng)作原(yuán)理、具體的使用方法(fǎ)和生産制(zhì)作過(guò)程中(zhōng)存(cún)在(zài)的問題等方面(miàn)進行(háng)深入(rù)分析(xī),得到了熱(rè)電偶溫度計量(liàng)産生(shēng)誤差的主要原(yuán)因,在(zài)熱電偶的(de)制作和使(shǐ)用中(zhōng),傳感器插入位(wèi)置與深淺(qiǎn)、熱電(diàn)偶對溫(wēn)度的響(xiǎng)應時間(jiān)、環境對(duì)熱電(diàn)偶的熱輻(fú)射、熱(rè)阻抗改變(biàn)、熱電偶絲(sī)不均(jun1)質等都(dōu)是産生(shēng)計量誤(wù)差的主(zhǔ)要因素,因此提(tí)升溫度計量的(de)準确度要從上(shàng)述因素中減小(xiǎo)和避免。分析熱(rè)電偶(ǒu)溫(wēn)度計量(liàng)的誤(wù)差(chà)原(yuán)因,對(duì)實際工程(chéng)應用(yòng)具有一(yī)定的指(zhǐ)導意義。

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