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分享知識點之熱電偶計量誤差主要因素

文章出處: 人氣:發表時間:2019-12-07 10:01

  1、熱電偶熱電特性不穩定引起的誤差


  熱電偶溫度計使用一段時間后,由于使用環境的影響,其本身的熱電特性會有一定的變化,而熱電偶溫度計測量的溫度會與真實溫度有一定的偏差。影響熱電偶穩定性的主要因素有:


  主要結果如下:


  (1)被測材料對熱電偶電極的污染和腐蝕;


  (2)外力引起的熱電極變形引起的變形應力;


  (3)感溫電極的顯微組織和晶粒在高溫下發生變化。


  (四)熱極暴露于空氣中,發生氧化。


  2、熱電偶不均勻性的影響。


  熱電偶的均勻性是指熱電偶熱電極材料的均勻性。如果熱電偶中的兩個熱電極材料是均勻的,則熱電偶回路產生的熱電勢與溫度上的溫差正相關,而不管沿熱電極長度的溫度梯度如何。


  3、測量溫度點的選擇


  在安裝熱電偶時,選擇合適的溫度測量點是非常重要的考慮因素。選擇具有代表性的溫度測量點對整個生產環境有著特殊的意義。如果位置選擇不當,控制和測量將毫無意義。在測量點,熱電偶的插入深度也會影響溫度測量。當外部環境與被測對象之間存在溫差時,熱電偶上測量的溫度隨著傳感器的延伸與外部環境進行熱交換,從而導致測量誤差。由于環境溫度的不斷變化,這種溫度誤差是不可估量的。除插入深度引起的熱傳導誤差外,熱電偶外保護管的材料也會引入測量誤差。例如,金屬保護管具有良好的導熱性,因此需要在測量過程中插入更深的金屬保護管,以避免熱損失。陶瓷保護管需淺插。


  4、響應時間的影響


  只有當被測物體的溫度與測溫元件相同時,測溫元件的溫度才能穩定。此時,兩者達到熱平衡。這是測量溫度的接觸法的基本原理。測量對象的溫度和測量元件達到相同的溫度需要一定的時間。這個時間的長度主要取決于溫度測量元件的熱響應性能,即熱響應時間。熱響應時間受傳感器的結構和測量條件的影響。通過實驗,不同條件下的響應時間變化很大。靜態氣體介質,兩者都需要持續接觸超過30分鐘才能達到溫度平衡,如靜態液體,溫度平衡時間會縮短至5分鐘。


  在實際工程應用中,被測對象的溫度往往處于不斷變化的狀態,瞬時變化時間很短,對傳感器的要求相對較高,其響應能力一般要求為ms級。如果響應能力不足,就會出現測量滯后現象。因此,選擇傳感器來選擇快速的響應速度。測量端直徑是影響響應速度的一個重要因素。如果均勻導線較薄,則響應時間較短。


  5、熱輻射的影響


  當通過熱電偶測量爐內溫度時,爐中熱電偶的熱輻射導致熱電偶的溫度升高。如果假設爐內的氣體是透明的,并且熱電偶和爐壁之間的溫差相對較大,則能量交換也會帶來溫度測量誤差。增加傳熱可以有效地減少這部分誤差,從而使爐壁溫度和熱電偶溫度接近。


  6、熱阻抗增加的影響


  當熱電偶處于高溫工作環境時,被測氣體介質會熔化保護管表面的灰塵,導致保護管的熱阻增大。如果介質是熔體,則在運行過程中沉淀的熔渣會增加熱電偶的響應時間,降低指示溫度。因此,定期或抽查熱電偶的工作狀態,可以及時發現熱電偶引起的異常情況,減少測量誤差。


  7、熱電偶不均勻性引起的誤差


  根據上述測量原理,當熱電偶均勻導線均勻時,根據均勻回路規則,長度對測量結果沒有影響。但實際情況是,制造商在進行均勻絲生產時,通常由于溫度等原因,導致均勻絲的厚度不均勻,呈竹節狀,甚至出現嚴重的纏繞現象。此外,在以后的處理中還會出現其他問題。熱電偶的重復加工會使熱電偶發生畸變,失去均勻性。在進行溫度測量時,許多耦合導線都位于高溫區。如果熱電偶不具有平均值和環境溫度變化,則寄生溫差電勢就會局部出現,從而引入誤差。


  從熱電偶的基本工作原理,具體使用方法和生產過程中存在的問題,得出熱電偶溫度測量誤差的主要原因。在熱電偶的制造和使用中,傳感器插入位置的淺度,熱電偶對溫度的響應時間,熱電偶的熱輻射,熱阻變化以及熱電偶線的不均勻性是導致熱電偶的主要因素。測量誤差。因此,應該從上述因素提高溫度測量的精度。減少并避免。分析熱電偶溫度測量誤差的原因對實際工程應用具有一定的指導意義。

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