什么因素使熱電偶的測(cè)量產(chǎn)生誤差

熱電偶的zui簡(jiǎn)單，zui是普通的溫度計(jì)，但在使用過(guò)程中如果不小心，可能會(huì)引起較大的測(cè)量誤差。 針對(duì)目前存在的問(wèn)題，詳細(xì)探討影響測(cè)量誤差的因素:熱電偶的插入深度、響應(yīng)時(shí)間、熱輻射和熱阻等。 下面介紹熱電偶測(cè)量中產(chǎn)生誤差的主要原因。 另一方面，插入深度的影響1、測(cè)溫點(diǎn)的熱電偶的安裝位置、即測(cè)溫點(diǎn)的選擇是zui的重點(diǎn)。 測(cè)溫點(diǎn)的位置在生產(chǎn)過(guò)程中必須是典型的、非典型的，否則會(huì)喪失測(cè)量和控制的意義。 2 .插入深度熱電偶插入被測(cè)量場(chǎng)所后，沿傳感器的長(zhǎng)度方向產(chǎn)生熱流。 環(huán)境溫度低的話會(huì)有熱損失。 熱電偶與被測(cè)量對(duì)象的溫度不一致，產(chǎn)生測(cè)溫誤差。 也就是說(shuō)，熱傳導(dǎo)引起的誤差與插入深度有關(guān)。 插入深度與保護(hù)管的材質(zhì)有關(guān)。 金屬保護(hù)管熱傳導(dǎo)性好，插入深度深(直徑約15—20倍)，陶瓷材料絕熱性好，可以插入淺(直徑約10-15倍)。 關(guān)于工程的測(cè)溫，其插入深度也與測(cè)量對(duì)象靜止或流動(dòng)等狀態(tài)有關(guān)。 例如，流動(dòng)的液體和高速氣流的溫度的測(cè)定不受上述限制。 插入深度可以很淺。 具體數(shù)值應(yīng)由實(shí)驗(yàn)決定。 二、響應(yīng)時(shí)間的影響接觸法測(cè)溫的基本原理是測(cè)溫元件與被測(cè)量者達(dá)到熱平衡。 因此，測(cè)溫時(shí)需要保持一定的時(shí)間，使兩者達(dá)到熱平衡。 保持時(shí)間的長(zhǎng)度與測(cè)溫元件的熱響應(yīng)時(shí)間有關(guān)。 熱響應(yīng)時(shí)間主要根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)和測(cè)量條件而有很大差異。 對(duì)于氣體介質(zhì)，特別是靜止氣體，在為了取得平衡必須保持至少30min以上的液體中，zui也立即變成5min以上。 對(duì)于溫度不斷變化的被測(cè)場(chǎng)所，特別是瞬間變化的過(guò)程，全過(guò)程要求僅為1秒，傳感器的響應(yīng)時(shí)間要求為毫秒水平。 因此，一般的溫度傳感器不僅會(huì)使被測(cè)定對(duì)象的溫度變化速度產(chǎn)生延遲，還會(huì)因未達(dá)到熱平衡而產(chǎn)生測(cè)定誤差。 zui較好選擇響應(yīng)快的傳感器。 對(duì)熱電偶來(lái)說(shuō)，除保護(hù)管的影響外，熱電偶的測(cè)量端徑也是其主要因素，偶數(shù)線越細(xì)，測(cè)量端徑越小，熱響應(yīng)時(shí)間越短。 測(cè)溫元件的熱響應(yīng)誤差可通過(guò)下式求出[1]。 δθ=δθ0exp(-t/τ)(2-1)式中的t-測(cè)定時(shí)間s、δθ-t時(shí)刻、測(cè)溫元件引起的誤差、k或℃δθ0-「t=0"時(shí)刻、測(cè)溫元件引起的誤差、k或℃τ-時(shí)間常數(shù)se-自然對(duì)數(shù)的底部(2.718 )，因此在t=τ的情況下，Δθ=Δθ0/e為0.368，在t=2τ的情況下，Δθ=Δθ0/e為0.368 當(dāng)被測(cè)定對(duì)象的溫度以一定的速度α(k/s或者℃/s )上升或者下降時(shí)，經(jīng)過(guò)了充分的時(shí)間后產(chǎn)生的響應(yīng)誤差，用Δθ∞=-ατ (2—2)式中經(jīng)過(guò)了Δθ∞—充分的時(shí)間后的測(cè)溫元件的誤差來(lái)表示。 由式(2-2)可知，響應(yīng)誤差與時(shí)間常數(shù)(τ)成比例. 為了提高檢定效率，很多企業(yè)都采用了自動(dòng)檢定裝置，對(duì)進(jìn)入工廠的熱電偶進(jìn)行了檢定，但是這個(gè)裝置還不夠完善。 二汽變速箱工廠的熱處理廠，如果400℃的恒溫時(shí)間不夠的話，很容易誤判為沒(méi)有達(dá)到熱平衡。 三、熱輻射的影響插入爐內(nèi)測(cè)溫用熱電偶，通過(guò)高溫物體的熱輻射進(jìn)行加熱。 爐內(nèi)氣體透明，而且熱電偶和爐壁的溫度差大時(shí)，會(huì)因能量交換而產(chǎn)生測(cè)溫誤差。 單位時(shí)間內(nèi)兩者交換的輻射能量為p，P=σε(Tw4 - Tt4 ) (2—3)式中σ-斯特藩-波爾茲常數(shù)ε-輻射率tt-熱電偶的溫度、K Tw—爐壁的溫度、k單位時(shí)間內(nèi)熱電偶與周圍的氣體(溫度t )對(duì)流因熱傳導(dǎo)而產(chǎn)生熱交換的能量為p'p'=αa(t-tt ) 在式(2-4)中，α-熱傳導(dǎo)率a-熱電偶的表面積為正常狀態(tài)，p=p '，其誤差是tt-t=σε(tt4-tw4)/αγ(2-5)相對(duì)于單位面積為TT-t =σε( TT4- tw4) /α(2-6)

本文熱電偶高頻詞： 誤差  測(cè)溫 

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