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安徽天康热电偶测量误差及其注意事项

安徽天康热电偶测量误差及其注意事项
关键字：安徽天康热电偶,热电偶,热电偶使用
摘要：热电偶是一种*简单﹑*普通的温度传感器。可是如果在使用中不注意，也会引起较大测量误差。针对当前存在的问题，详细探讨影响测量误差的主要因素：热电偶插入深度﹑响应时间﹑热辐射及热阻抗等，指出热电偶丝不均质﹑铠装热电偶分流误差﹑K型热电偶的选择性氧化﹑K状态﹑使用气氛﹑绝缘电阻及热电偶劣化等在使用中应注意事项。对提高测量精度，延长热电偶寿命，有一定帮助。
1. 前言
在现有的测温系统中，*常用的温度传感器—热电偶，因其结构简单，往往被误认为“热电偶两根线，接上就完事”，其实并非如此。热电偶的结构虽然简单，但在使用中仍然会出现各种问题。例如：安装或使用方法不当，将会引起较大的测量误差，甚至检定合格的热电偶也会因操作不当，在使用时不合格，在渗碳等还原性气氛中，如果不注意，K型热电偶也会因选择性氧化而超差。
2．测量误差的主要影响因素
2．1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*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。2．2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。2．3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。
在单位时间内，两者交换的辐射能为P，可用下式表示：
P=σε（Tw4 - Tt4 ）（2—3）
式中 σ—斯忒藩—波尔兹常数
ε—发射率
Tt—热电偶的温度 , K
Tw—炉壁的温度 , K
在单位时间内,热电偶同周围的气体（温度为T）,通过对流及热传导也将发生热量交换的能量为P′
P′=αA（T-Tt）（2—4）
式中 α—热导率
A— 热电偶的表面积
在正常状态下，P= P′，其误差为：
Tt-T=σε（Tt4-Tw4）/αА （2—5）
对于单位面积而言其误差为
Tt-T=σε（Tt4-Tw4）/α （2—6）
2．4热阻抗增加的影响
在高温下使用的热电偶，如果被测介质为气态，那么保护管表面沉积的灰尘等将烧熔在表面上，使保护管的热阻抗增大；如果被测介质是熔体，在使用过程中将有炉渣沉积，不仅增加了热电偶的响应时间，而且还使指示温度偏低。因此，除了定期检定外，为了减少误差，经常抽检也是必要的。3．热电偶测温应注意的事项
3．1 热电偶丝不均质影响
（1）热电偶材质本身不均质
热电偶在计量室检定时，按规程要求，插入检定炉内的深度只有300mm。因此每支热电偶的检定结果，确切的说只能体现或主要体现出从测量端开始300mm长偶丝的热电行为，然而，当热电偶的长度较长时，则大部分偶丝处于高温区，如果热电偶丝是均质的，那么依据均质回路定则，测量结果与长度无关。然而，热电偶丝并非均质，尤其是廉金属热电偶丝其均质性较差，又处于具有温度梯度的场合，那么其局部将产生热电动势，该电动势称为寄生电势。（2）热电偶丝经使用后产生的不均质
对于新制的热电偶，即使是不均匀热电动势能满足要求，但是，反复加工、弯曲致使热电偶产生加工畸变，也将失去均质性，而且使用中热电偶长期处于高温下也会因偶丝的劣化而引起热电动势变化，例如：插入工业炉中的热电偶，将沿偶丝长度方向发生劣化，并随温度增高，劣化增强，当劣化的部分处于具有温度梯度的场所，也将产生寄生电动势叠加在总热电动势中而出现测量误差。
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