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影響熱電偶測量誤差的因素及對策

來源:www.plainstext.com作者:发表时间:2016-11-07 10:38:38

         熱電偶产生误差的原因是多方面的,测量精确度提高,误差减少可以延长熱電偶的使用寿命。这就对技术人员提出了更高的要求。使用者不仅要有操作仪器的技能,而且还要懂化学,物理等专业知识。在温度测量中,技术人员要保证熱電偶测量的准确性,需要对影響熱電偶測量誤差的因素及對策进行探究。在温度测量中,熱電偶出现误差的原因是多方面的。只有对温度测量的影响因素进行分析,才能更有针对性的采取解决对策,提升熱電偶的测量准确性和测量水平。
1、對插入深度進行分析
         测温点的选择是非常重要的工序。熱電偶的安装位置就是测温点的位置,技术人员对测温点位置的选择要慎重,因为测温点的位置要有代表性,否则对其控制也就没有作用。
如果需要被测的场所插入熱電偶,热流会顺着传感器的方向产生。如果所处的环境温度降低,就会造成热损失,导致熱電偶温度和被测对象温度不同,从而会有温差和测量误差的产生。
插入深度會影響熱傳導,從而引起測量誤差。插入深度和保護管的材質密切相關。金屬保護管具有良好的熱導性,對插入深度要求更高。陶瓷材料有很好的絕熱性能,可以插入較淺。在工程測溫時,所處狀態和插入深度密切相關。如果測量高速氣流溫度,插入可以稍微淺一些,通過實驗確定具體的插入深度數值。
2、對熱輻射進行分析
         热偶电对温度的测量需要在插入炉内进行。如果炉内温度较高,物体会产生热辐射从而升高温度。如果炉内有透明的气体,并且炉壁和电热偶产生较大的温差,导致出现测温误差。所以为了使热辐射温差减少,要保证炉壁温度和熱電偶温度接近。此外,技术人员安装熱電偶时,要科学选择熱電偶的安装位置,这样可以减少温度测量产生的误差。
3、對熱阻抗進行分析
         如果熱電偶的使用状态温度比较高,被测的是气态介质。保护管上的灰尘会熔在表面上,这样会增加保护管的热阻抗,如果熔体是被测介质,在使用时会有炉渣,这样就使熱電偶的使用时间增加,并且形成较低的测量温度。因此,为了使电热偶的测量误差降低,技术人员的定期检查和随机抽查是必需的。对高温熔炉的冶炼,不仅需要对连续测温的熱電偶进行安装,还需要安装熱電偶测温装置,这样可以对测量准确度进行修正。
4、對響應時間進行分析
         接触法温度测量是技术人员常用的温度测量方法。其基本原理是测温元件和被测对象的热量达到平衡状态,因此温度测量的过程需要持续一段时间,这样两者有可能达到热平衡的状态。 持续时间受到测温元件热响应时间的影响。 此外,测量条件和传感器结构会对热响应时间起决定作用。
对于静止的气体介质,需要半个小时才会达到平衡状态。如果介质是液体,最快也要 5 分钟。如果被测温场是不断变化的,对传感器的响应时间有一定的要求,避免普通温度的传感器出现温度变化,导致传感速度出现滞后性。如果无法达到热平衡,在测量过程中可能会产生误差。这就对传感器的响应速度提出了要求,需要的传感速度比较快。熱電偶测量端直径也会对测量结果产生影响。如果测量端直径比较小,所需要的响应时间也相对比较少。
5、、对熱電偶材质不均进行分析
         技术人员在检验熱電偶时,插入深度必须按照标准要求进行。如果熱電偶有较长的长度,很多偶丝所处的位置是高温区。如果选择的熱電偶丝的质量是均匀的,可以根据均质对回路进行测量。偶丝长度并不会对测量结果产生影响。熱電偶的质量并不均匀,所处的温场属于温度梯度温场,局部会产生热电动势。材质不均产生的误差是由寄生电势引起的。
在金属检定的相关规定中,没有规定熱電偶不均质的误差问题。关于熱電偶丝的不均匀性,熱電偶丝标准中对其有相关要求。
综上所述,受到多种因素的影响,熱電偶测量会产生误差。对其误差影响因素分析的基础上,才能采取有效对策,提高测量电热偶的精确度。 文章主要从 “插入深度, 热辐射、热阻抗、响应时间和熱電偶材质不均”等方面分析影響熱電偶測量誤差的因素及對策。希望通过本文的研究对熱電偶测量水平的提高有所帮助。
 

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