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引起热电偶误差的原因有哪些


发布日期:[2012-08-24] 共阅[1256]次

     1 插入深度的影响 

    (1)测温点的选择
     热电偶的安装位置,即测温点的选择是zui重要的。测温点的位置,对于生产工艺过程而言,一定要具有典型性、代表性,否则将失去测量与控制的意义。
    (2)插入深度
     热电偶插入被测场所时,沿着传感器的长度方向将产生热流。当环境温度低时就会有热损失。致使热电偶与被测对象的温度不一致而产生测温误差。总之,由热传导而引起的误差,与插入深度有关。而插入深度又与保护管材质有关。金属保护管因其导热性能好,其插入深度应该深一些(约为直径的15—20倍),陶瓷材料绝热性能好,可插入浅一些(约为直径的10-15倍)。
     对于工程测温,其插入深度还与测量对象是静止或流动等状态有关,如流动的液体或高速气流温度的测量,将不受上述限制,插入深度可以浅一些,具体数值应由实验确定。
    2、热辐射的影响
插入炉内用于测温的热电偶,将被高温物体发出的热辐射加热。假定炉内气体是透明的,而且,热电偶与炉壁的温差较大时,将因能量交换而产生测温误差。
     3、响应时间的影响
接触法测温的基本原理是测温元件要与被测对象达到热平衡。因此,在测温时需要保持一定时间,才能使两者达到热平衡。而保持时间的长短,同测温元件的热响应时间有关。
    而热响应时间主要取决于传感器的结构及测量条件,差别极大。对于气体介质,尤其是静止气体,至少应保持30min以上才能达到平衡;对于液体而言,zui快也要在5min以上。
    对于温度不断变化的被测场所,尤其是瞬间变化过程,全过程仅1秒钟,则要求传感器的响应时间在毫秒级。因此,普通的温度传感器不仅跟不上被测对象的温度变化速度出现滞后,而且也会因达不到热平衡而产生测量误差。选择响应快的传感器
    对热电偶而言除保护管影响外,热电偶的测量端直径也是其主要因素,即偶丝越细,测量端直径越小,其热响应时间越短。测温元件热响应误差可通过下式确定 [1]。
    Δθ=Δθ0exp(-t/τ)             (2—1)
        式中 t—测量时间 S,
    Δθ—在 t 时刻,测温元件引起的误差,K或℃
    Δθ0—“t=0” 时刻,测温元件引起的误差,K或℃
        τ—时间常数 S
        e —自然对数的底(2.718)
     因此,当t=τ时,则Δθ=Δθ0/e 即为0.368,
      如果当t=2τ时,则Δθ=Δθ0/e2 即为0.135。
      当被测对象的温度,以一定的速度α(k/s或℃/s)上升或下降时,经过足够的时间后,所产生的响应误差可用下式表示:
     Δθ∞=-ατ                        (2—2)
    式中 Δθ∞—经过足够时间后,测温元件引起的误差。
   由式(2—2)可以看出,响应误差与时间常数(τ)成正比。为了提高检定效率许多企业采用自动检定装置,对入厂热电偶进行检定,但是,该装置也并非十分完善。二汽变速箱厂热处理车间就发现如果在400℃点的恒温时间不够,达不到热平衡,就容易发生误判。
               
   
 
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