影响热电偶测量准确度因素的几点分析

火可消除热电偶的内应力,取出后在规定的温度下测量其热电势,然后再放入退火炉中,按上述方法再进行一次退火,取出后再测其电动势,以第二次退火前后(在同一规定的温度点)两次热电动势之差作为评价标准,若不超过测量点要求即为合格。

(2)使用中的标准热电偶 ,其热电动势的稳定性,是以检定测得的热电动势和上一次检定结果比较,若不超过允许变化误差值,即为合格。

3 参考端温度的影响

热电偶的热电动势的大下与热电极材料以及工作端的温度有关。热电偶的分度表和根据分度表的温度显示仪表都是以热点偶参考端温度等于0℃为条件的。所以在使用时必须遵循这一条件。如果参考端温度tn不等于0℃,尽管被测温度t恒定不变,热电势EAB(t,tn)也将随着参考端温度tn的变化而变化。其变化大小可根据热电偶的中间温度定律求得。EA B(t,tn) =EA B(t,tn )+E AB(tn,to)当to>0℃时,此时热电偶的热电动势减少了EAB(tn,to),因而将使测量仪表的示值下降。因此,当参考端温度不等于0℃时,对被测温度的准确性有着十分重要的影响。用热电偶测温时,要使参考端温度保持在0℃比较麻烦,一般只有在实验室作精密测温时才有必要。通常在工程测量中,参考端温度大都处在室温或波动的温区,这时,要测出实际温度。就必须采取修正或补偿等措施。补正方法有几种方式:热电势补正法、温度补正法、调仪表起始点法、补偿导线法、参考端温度补偿器。都可以达到修正测量结果。

4 传热影响

当热电偶插入被测介质(如气流)时,它要从被测介质吸收热量使自身温度升高,同时它又以热辐射方式和热传导方式向温度低的地方散发热量。由于热电偶传热影响,使得热电偶达不到吸收热量的情况下所应该达到的温度。经过若干时间以后,当测量端向外散失的热量等于自气流中吸收的热量时,即达到动态平衡,此时热电偶达到了稳定的示值。但此示值并不代表气流的真实温度,因为测量端环境散失的热量是由于气流的加热来补偿,也就是说,测量端与环境的传热愈强,测量端的温度偏离气流温度也愈大。在这种情况下,如仍以热电偶的指示温度T偶来表示气流温度T气,势必引入(T气-T偶)误差,即传热误差。

5 动态响应误差

热电偶插入被测介质后,由于本身具有热惰性,因此不能立即指示出被测气流的温度,其示值Ta将逐渐上升,一直到测量端吸热,放热达到动平衡后才达到稳定的示值Ta∞。在热电偶插入后到示值稳定之前的整个不稳定过程中,热电偶的瞬时示值T测与稳定后的示值T∞存在着偏差,这时热电偶除了有各种稳定的误差外,还存在有热电偶热惰性引入的偏差(即T测-T∞),这一偏差称为动态响应误差,用△T动表示。

△ T动 =T测 -Ta∞ =τ dT测 /dt式中:τ为热电偶的时间常数为了简化起见,以下讨论时均假设没有其它误差因素的影响,即T∞=T气,于是τ dT测 /dt+T测 =T气。如果被测温度是不随时间变化的稳态测量,只要热电偶插入后经过足够长的时间,待其示值稳定后再进行读数,便可避免动态误差的影响。

6 测量系统漏电影响

绝缘不良是产生电流泄露的主要原因,它对热电偶测温的准确度有很大的影响,能歪曲被测的热电势,使仪表显示失真,甚至不能正常工作。漏电引起误差是多方面的,例如热电极绝缘瓷管的绝缘电阻较差,能使热电流旁路,使热电偶的端电压下降,但这个影响是较小的。若电测设备漏电,也能使工作电流旁路,使测量产生误差。

从以上论述几点不稳定因素,是热电偶测量温度中,不可不认识的问题,随着工业技术的发展,热电偶在生产领域中的广泛应用,对其热电偶的使用要求越来越精准,因此了解掌握热电偶其特性及应用,才能准确达到我们所需要的各种测量目的。