1.熱(re)電偶(ou)
熱電特性(xing)不穩(wen)定所引起(qi)的誤(wu)差(cha)
熱(re)電偶(ou)溫度(du)計(ji)經過一(yi)段時間(jian)使用,受(shou)其使(shi)用的(de)環境(jing)影響,其本身的(de)熱電(dian)性能将會(hui)産生一定(ding)的變化,則該熱電偶(ou)溫度(du)計計(ji)量得(de)到的(de)溫度與真(zhen)實溫(wen)度有一定(ding)的偏離。影(ying)響熱(re)電偶穩(wen)定(ding)性的主要因素有:
(1)被(bei)測物(wu)對(dui)熱(re)電偶(ou)電極(ji)的污(wu)染和(he)腐蝕;
(2)熱(re)電極受外力(li)作(zuo)用而産(chan)生的(de)變(bian)形(xing)所引(yin)起的(de)形變應力(li);
(3)感溫電(dian)極(ji)在高(gao)溫下微(wei)觀結構(gou)晶粒(li)發(fa)生(sheng)變化(hua);
(4)熱電(dian)極(ji)受暴露(lu)在空氣中(zhong)發生(sheng)氧化(hua)等。
2.熱(re)電偶(ou)不均勻(yun)性(xing)的影(ying)響
熱(re)電偶的均(jun)勻性是指(zhi)熱電(dian)偶熱(re)電極材料(liao)的均(jun)勻程(cheng)度。如(ru)果熱(re)電(dian)偶(ou)中的(de)兩個(ge)熱電極材料是(shi)均(jun)勻的,則(ze)熱電(dian)偶回路産(chan)生的(de)熱(re)電勢和(he)兩端(duan)溫度(du)差呈(cheng)正相關,而(er)與沿(yan)熱電極長(zhang)度的(de)溫度(du)梯(ti)度(du)無關(guan)。
3.測量(liang)溫度點的(de)選擇
選擇(ze)合适(shi)的測溫(wen)點(dian)是安裝熱(re)電(dian)偶時十(shi)分重要的(de)考慮(lü)因素(su),選擇具有(you)代表性(xing)的(de)測溫(wen)點,對(dui)于(yu)整(zheng)個生(sheng)産環(huan)境(jing)具(ju)有特(te)殊的(de)意義。位置(zhi)選擇不當,則控(kong)制和計(ji)量将毫(hao)無意義。在測量(liang)點,熱(re)電偶(ou)插入(ru)的深(shen)度也(ye)對溫度測量(liang)産生影(ying)響,當外部(bu)環境(jing)和被(bei)測物(wu)溫度(du)存在溫度(du)差時(shi),熱電(dian)偶上(shang)測量(liang)的溫度會(hui)随着(zhe)傳感器的延長(zhang)而與(yu)外(wai)界(jie)環境(jing)産生熱交(jiao)換,繼(ji)而帶來(lai)計量誤(wu)差。由(you)于(yu)環(huan)境溫(wen)度千變(bian)萬(wan)化,這種溫度誤(wu)差是(shi)不可(ke)估量(liang)的。除了由(you)于(yu)插入深(shen)淺發生熱(re)傳導(dao)引入的(de)誤(wu)差以(yi)外,熱(re)電(dian)偶(ou)外部(bu)保護(hu)管材質也(ye)會引入測(ce)量誤(wu)差。例(li)如金屬材(cai)質的保護管,其導熱(re)性能(neng)較好(hao),因此在(zai)測量過(guo)程中(zhong)需要将其(qi)插入更(geng)深(shen)以避免熱(re)量(liang)損失。對(dui)于陶瓷(ci)材(cai)質的保護(hu)管,則需要(yao)将其插入淺一(yi)些。
4.響應時間的(de)影響
隻(zhi)有被測(ce)對象(xiang)和測溫元(yuan)件溫度(du)一(yi)緻時,測溫(wen)元件的溫(wen)度才(cai)能穩定,此(ci)時二者達(da)到熱(re)平衡,這是接觸(chu)法測溫的(de)基本(ben)原理。被(bei)測對象(xiang)和測(ce)溫元件溫(wen)度達到一(yi)緻需(xu)要一定(ding)時間來(lai)實現(xian),該時(shi)間的(de)長短(duan),主(zhu)要由測(ce)溫元件的(de)熱響(xiang)應性(xing)能決定,即(ji)熱響應時(shi)間。熱響應時(shi)間(jian)受傳(chuan)感器的(de)結(jie)構和(he)計量(liang)條件影響(xiang),通過實(shi)驗,不同(tong)條件下的(de)響應(ying)時間差(cha)别(bie)很大。靜止(zhi)的(de)氣态介(jie)質,兩者(zhe)需(xu)要持續接(jie)觸30分鍾以(yi)上才能達(da)到溫(wen)度平(ping)衡(heng),如(ru)靜态(tai)的液(ye)體,溫(wen)度平(ping)衡時(shi)間将(jiang)縮短(duan)到5分鍾。
在(zai)實際(ji)工程(cheng)應用中,被(bei)測對(dui)象的溫度(du)經常是(shi)處于不(bu)斷變化(hua)的狀态(tai),瞬間(jian)變化的時(shi)間很短(duan),因(yin)此對(dui)傳感器的要求(qiu)也相對較(jiao)高,一般要(yao)求其響應(ying)能力(li)爲ms級(ji)别。如(ru)響應(ying)能力不足(zu),則出(chu)現(xian)測(ce)量滞(zhi)後現(xian)象(xiang)。因此選(xuan)擇傳感(gan)器要選擇響(xiang)應速度快(kuai)的。計量端(duan)直徑(jing)是影(ying)響(xiang)響應速(su)度的重要(yao)因素(su)。如果(guo)偶絲較細(xi),則響應時(shi)間較(jiao)短。
5.熱(re)輻射(she)的影(ying)響
當用(yong)熱(re)電偶(ou)測量爐(lu)中溫度(du)時,爐(lu)内(nei)高溫物(wu)體對(dui)熱(re)電偶的(de)熱輻射,會(hui)引起(qi)熱電偶溫度升(sheng)高。如果爐内的(de)氣體假定(ding)爲透(tou)明的,熱電(dian)偶和(he)爐壁(bi)之間(jian)的溫(wen)差比(bi)較(jiao)大(da)時,那(na)麽能(neng)量交換之(zhi)後也會(hui)帶來測(ce)溫方(fang)面的誤差(cha)。增加熱(re)傳(chuan)導能夠有效的降低(di)這部分誤(wu)差,讓爐壁(bi)的溫度和(he)熱電(dian)偶溫(wen)度接近。
6.熱(re)阻抗增加(jia)的影響
當(dang)熱電(dian)偶處(chu)于高(gao)溫的(de)工況環境(jing)下,氣(qi)态被(bei)測(ce)介質會(hui)将保護(hu)管(guan)表層(ceng)灰塵(chen)燒(shao)熔(rong),引起(qi)保護管熱(re)阻抗增加。如(ru)果(guo)介質(zhi)是熔(rong)體(ti),那麽在操作中會出現(xian)爐渣的(de)沉(chen)澱沉(chen)澱的(de)爐渣(zha)會增(zeng)加熱電偶(ou)響應(ying)時間(jian),指示溫度(du)方面(mian)會(hui)變(bian)低。因(yin)此定(ding)期檢(jian)查或(huo)不定(ding)時的抽檢(jian)熱電(dian)偶的工作(zuo)狀态,能夠(gou)及時(shi)的發(fa)現熱(re)電偶(ou)産生(sheng)的異(yi)常,減(jian)少測(ce)量誤差。
7.熱(re)電偶絲不(bu)均質(zhi)引起(qi)誤(wu)差
根據(ju)上述測(ce)量(liang)原理(li),當熱(re)電偶的偶(ou)絲均(jun)質時,根據(ju)均質(zhi)回(hui)路定則(ze),長度對計量的結果(guo)沒有影響(xiang)。而實際情況是(shi),廠家(jia)在進行偶(ou)絲生産時(shi),通常(chang)會因爲(wei)溫(wen)度等(deng)原因,導緻(zhi)偶絲(si)粗細(xi)不均,呈竹(zhu)節狀(zhuang),甚至(zhi)出現嚴重(zhong)的(de)打卷現(xian)象。另(ling)外在後期(qi)的加工(gong)中會出(chu)現其他問(wen)題,對(dui)熱電(dian)偶進(jin)行的(de)反複(fu)加工,會讓熱電偶出現畸(ji)變從(cong)而失(shi)去均質。在(zai)進行測溫(wen)工作時,很多偶絲位(wei)于高(gao)溫區(qu),如果不(bu)具備均值性(xing),且環境溫(wen)度變(bian)化,那麽熱(re)電偶局部就會(hui)出現寄生(sheng)熱電(dian)動勢,從(cong)而(er)引入(ru)誤差。
從(cong)熱電偶(ou)的基本工作原(yuan)理、具體的使用(yong)方法(fa)和生産制(zhi)作過(guo)程中存在(zai)的問(wen)題(ti)等方面(mian)進行深(shen)入(ru)分析(xi),得到了(le)熱電偶(ou)溫度計量(liang)産生(sheng)誤差(cha)的(de)主(zhu)要原(yuan)因,在(zai)熱電(dian)偶的制作(zuo)和使用中(zhong),傳感器插(cha)入位置與深淺(qian)、熱電(dian)偶對(dui)溫度的響(xiang)應時間、環(huan)境對(dui)熱電偶的(de)熱輻(fu)射、熱阻抗改變(bian)、熱電(dian)偶(ou)絲(si)不均(jun)質等(deng)都是産生(sheng)計量誤差(cha)的主(zhu)要因(yin)素,因此提(ti)升溫度計量的準确(que)度(du)要從上(shang)述因素(su)中(zhong)減小和避(bi)免。分析熱(re)電偶(ou)溫度(du)計量的誤差原(yuan)因,對(dui)實際工程(cheng)應用(yong)具有(you)一(yi)定的指(zhi)導意(yi)義(yi)。
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