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影響熱電偶測(cè)量誤差的因素及對(duì)策
日期：2024-08-20 23:27
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摘要：
熱電偶產(chǎn)生誤差的原因是多方面的，測(cè)量**度提高，誤差減少可以延長(zhǎng)熱電偶的使用壽命。這就對(duì)技術(shù)人員提出了更高的要求。使用者不僅要有操作儀器的技能，而且還要懂化學(xué)，物理等專業(yè)知識(shí)。在溫度測(cè)量中，技術(shù)人員要保證熱電偶測(cè)量的準(zhǔn)確性，需要對(duì)影響熱電偶測(cè)量誤差的因素及對(duì)策進(jìn)行探究。在溫度測(cè)量中，熱電偶出現(xiàn)誤差的原因是多方面的。只有對(duì)溫度測(cè)量的影響因素進(jìn)行分析，才能更有針對(duì)性的采取解決對(duì)策，提升熱電偶的測(cè)量準(zhǔn)確性和測(cè)量水平。
1、對(duì)插入深度進(jìn)行分析
測(cè)溫點(diǎn)的選擇是非常重要的工序。熱電偶的安裝位置就是測(cè)溫點(diǎn)的位置，技術(shù)人員對(duì)測(cè)溫點(diǎn)位置的選擇要慎重，因?yàn)闇y(cè)溫點(diǎn)的位置要有代表性，否則對(duì)其控制也就沒(méi)有作用。
如果需要被測(cè)的場(chǎng)所插入熱電偶，熱流會(huì)順著傳感器的方向產(chǎn)生。如果所處的環(huán)境溫度降低，就會(huì)造成熱損失，導(dǎo)致熱電偶溫度和被測(cè)對(duì)象溫度不同，從而會(huì)有溫差和測(cè)量誤差的產(chǎn)生。
插入深度會(huì)影響熱傳導(dǎo)，從而引起測(cè)量誤差。插入深度和保護(hù)管的材質(zhì)密切相關(guān)。金屬保護(hù)管具有良好的熱導(dǎo)性，對(duì)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(cè)溫時(shí)，所處狀態(tài)和插入深度密切相關(guān)。如果測(cè)量高速氣流溫度，插入可以稍微淺一些，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定具體的插入深度數(shù)值。
2、對(duì)熱輻射進(jìn)行分析
熱偶電對(duì)溫度的測(cè)量需要在插入爐內(nèi)進(jìn)行。如果爐內(nèi)溫度較高，物體會(huì)產(chǎn)生熱輻射從而升高溫度。如果爐內(nèi)有透明的氣體，并且爐壁和電熱偶產(chǎn)生較大的溫差，導(dǎo)致出現(xiàn)測(cè)溫誤差。所以為了使熱輻射溫差減少，要保證爐壁溫度和熱電偶溫度接近。此外，技術(shù)人員安裝熱電偶時(shí)，要科學(xué)選擇熱電偶的安裝位置，這樣可以減少溫度測(cè)量產(chǎn)生的誤差。
3、對(duì)熱阻抗進(jìn)行分析
如果熱電偶的使用狀態(tài)溫度比較高，被測(cè)的是氣態(tài)介質(zhì)。保護(hù)管上的灰塵會(huì)熔在表面上，這樣會(huì)增加保護(hù)管的熱阻抗，如果熔體是被測(cè)介質(zhì)，在使用時(shí)會(huì)有爐渣，這樣就使熱電偶的使用時(shí)間增加，并且形成較低的測(cè)量溫度。因此，為了使電熱偶的測(cè)量誤差降低，技術(shù)人員的定期檢查和隨機(jī)抽查是必需的。對(duì)高溫熔爐的冶煉，不僅需要對(duì)連續(xù)測(cè)溫的熱電偶進(jìn)行安裝，還需要安裝熱電偶測(cè)溫裝置，這樣可以對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度進(jìn)行修正。
4、對(duì)響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行分析
接觸法溫度測(cè)量是技術(shù)人員常用的溫度測(cè)量方法。其基本原理是測(cè)溫元件和被測(cè)對(duì)象的熱量達(dá)到平衡狀態(tài)，因此溫度測(cè)量的過(guò)程需要持續(xù)一段時(shí)間，這樣兩者有可能達(dá)到熱平衡的狀態(tài)。 持續(xù)時(shí)間受到測(cè)溫元件熱響應(yīng)時(shí)間的影響。 此外，測(cè)量條件和傳感器結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)熱響應(yīng)時(shí)間起決定作用。
對(duì)于靜止的氣體介質(zhì)，需要半個(gè)小時(shí)才會(huì)達(dá)到平衡狀態(tài)。如果介質(zhì)是液體，非?？煲惨?5 分鐘。如果被測(cè)溫場(chǎng)是不斷變化的，對(duì)傳感器的響應(yīng)時(shí)間有一定的要求，避免普通溫度的傳感器出現(xiàn)溫度變化，導(dǎo)致傳感速度出現(xiàn)滯后性。如果無(wú)法達(dá)到熱平衡，在測(cè)量過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生誤差。這就對(duì)傳感器的響應(yīng)速度提出了要求，需要的傳感速度比較快。熱電偶測(cè)量端直徑也會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。如果測(cè)量端直徑比較小，所需要的響應(yīng)時(shí)間也相對(duì)比較少。
5、、對(duì)熱電偶材質(zhì)不均進(jìn)行分析
技術(shù)人員在檢驗(yàn)熱電偶時(shí)，插入深度必須按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。如果熱電偶有較長(zhǎng)的長(zhǎng)度，很多偶絲所處的位置是高溫區(qū)。如果選擇的熱電偶絲的質(zhì)量是均勻的，可以根據(jù)均質(zhì)對(duì)回路進(jìn)行測(cè)量。偶絲長(zhǎng)度并不會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。熱電偶的質(zhì)量并不均勻，所處的溫場(chǎng)屬于溫度梯度溫場(chǎng)，局部會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)。材質(zhì)不均產(chǎn)生的誤差是由寄生電勢(shì)引起的。
在金屬檢定的相關(guān)規(guī)定中，沒(méi)有規(guī)定熱電偶不均質(zhì)的誤差問(wèn)題。關(guān)于熱電偶絲的不均勻性，熱電偶絲標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)其有相關(guān)要求。
綜上所述，受到多種因素的影響，熱電偶測(cè)量會(huì)產(chǎn)生誤差。對(duì)其誤差影響因素分析的基礎(chǔ)上，才能采取有效對(duì)策，提高測(cè)量電熱偶的**度。 文章主要從 “插入深度， 熱輻射、熱阻抗、響應(yīng)時(shí)間和熱電偶材質(zhì)不均”等方面分析影響熱電偶測(cè)量誤差的因素及對(duì)策。希望通過(guò)本文的研究對(duì)熱電偶測(cè)量水平的提高有所幫助。
