熱電偶測量誤差及其注意事項
2023年08月22日 16:14:11
來源：南京鈦格金儀器儀表有限公司 >> 進入該公司展臺
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測量誤差的主要影響因素
1．1插入深度的影響
(1)測溫點的選擇
熱電偶的安裝位置，即測溫點的選擇是*重要的。測溫點的位置，對于生產工藝過程而言，一定要具有典型性、代表性，否則將失去測量與控制的意義。
(2)插入深度
熱電偶插入被測場所時，沿著傳感器的長度方向將產生熱流。當環境溫度低時就會有熱損失。致使熱電偶與被測對象的溫度不一致而產生測溫誤差。總之，由熱傳導而引起的誤差，與插入深度有關。而插入深度又與保護管材質有關。金屬保護管因其導熱性能好，其插入深度應該深一些(約為直徑的15—20倍)，陶瓷材料絕熱性能好，可插入淺一些(約為直徑的10-15倍)。對于工程測溫，其插入深度還與測量對象是靜止或流動等狀態有關，如流動的液體或高速氣流溫度的測量，將不受上述限制，插入深度可以淺一些，具體數值應由實驗確定。
1．2響應時間的影響
接觸法測溫的基本原理是測溫元件要與被測對象達到熱平衡。因此，在測溫時需要保持一定時間，才能使兩者達到熱平衡。而保持時間的長短，同測溫元件的熱響應時間有關。而熱響應時間主要取決于傳感器的結構及測量條件，差別極大。對于氣體介質，尤其是靜止氣體，至少應保持30min以上才能達到平衡；對于液體而言，*快也要在5min以上。
對于溫度不斷變化的被測場所，尤其是瞬間變化過程，全過程僅1秒鐘，則要求傳感器的響應時間在毫秒級。因此，普通的溫度傳感器不僅跟不上被測對象的溫度變化速度出現滯后，而且也會因達不到熱平衡而產生測量誤差。*好選擇響應快的傳感器。對熱電偶而言除保護管影響外，熱電偶的測量端直徑也是其主要因素，即偶絲越細，測量端直徑越小，其熱響應時間越短。測溫元件熱響應誤差可通過下式確定 [1]。
1．3熱輻射的影響
插入爐內用于測溫的熱電偶，將被高溫物體發出的熱輻射加熱。假定爐內氣體是透明的，而且，熱電偶與爐壁的溫差較大時，將因能量交換而產生測溫誤差。
在單位時間內，兩者交換的輻射能為P，可用下式表示：
P=σε(Tw4 - Tt4 )(2—3)
式中 σ—斯忒藩—波爾茲常數
ε—發射率
Tt—熱電偶的溫度 , K
Tw—爐壁的溫度 , K
在單位時間內,熱電偶同周圍的氣體(溫度為T),通過對流及熱傳導也將發生熱量交換的能量為P′
P′=αA(T-Tt)(2—4)
式中 α—熱導率
A— 熱電偶的表面積
在正常狀態下，P= P′，其誤差為：
Tt-T=σε(Tt4-Tw4)/αА(2—5)
對于單位面積而言其誤差為
Tt-T=σε(Tt4-Tw4)/α(2—6)
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