熱電偶怎么減少測(cè)量誤差

為了減小測(cè)量誤差,可采用下列措施: 
(1)使用細(xì)絲熱電偶,因?yàn)?STRONG>熱電偶的直徑愈小,對(duì)原有的熱交換狀況的影響也愈小。當(dāng)熱電偶絲的直徑小于0.4mm時(shí),應(yīng)該認(rèn)真地進(jìn)行退火以消除其熱電探性的不均勻性。 
(2)用平行焊的方法把熱電偶焊在物體的表面上,這樣可以減小接點(diǎn)誤差。平行焊的兩個(gè)接點(diǎn)要緊靠在一起。當(dāng)不能使用平行焊時(shí),熱電偶熱接點(diǎn)的交叉點(diǎn)A應(yīng)該靠近被測(cè)物體的表面。 
(3)熱電偶絲不應(yīng)該從測(cè)點(diǎn)直接引出,而應(yīng)該貼在物體表面上敷設(shè)一段距離后再引出,這段距離至少為熱電偶絲直徑的20一100倍。 
(4)為了不改變物體表面與周圍介質(zhì)的換熱狀態(tài),壁面上安裝熱電憫后應(yīng)該不改變?cè)斜诿娴谋砻嫘螤?例如不造成表面的凸凹而導(dǎo)致對(duì)流換熱的改變、不改變表面的發(fā)射字等。只有在溫度較低、輻射換熱可忽略時(shí),才可以來(lái)用把感溫件貼附在被測(cè)物體表面的安裝方法。 
(5)測(cè)量導(dǎo)熱性很差的材料如塑料、膠木、磚瓦等物體的表面濕度時(shí),熱電偶導(dǎo)熱作用引起的誤差可能很大。消除這種誤差的最簡(jiǎn)歲辦法是在被測(cè)材料表面上安裝:個(gè)導(dǎo)熱系數(shù)很大的鋼板作力熱匯,熱電偶的熱接點(diǎn)焊在這個(gè)熱匯上。 
1.E-t關(guān)系誤差 
所謂溫度t和熱電勢(shì)E關(guān)系誤差,也就是技術(shù)條件中所指的對(duì)分度表誤差。常用熱電偶對(duì)分度表誤差見(jiàn)表2-9,這一誤差按誤差分類應(yīng)稱為偏差。這一偏差,對(duì)一般工業(yè)使用是允許的,但在進(jìn)行準(zhǔn)確度較高的測(cè)試和控制時(shí),這一偏差就不能滿足要求了。這時(shí),可以用校驗(yàn)的方法來(lái)測(cè)定出熱電偶與儀表的偏差,并加以修正,但是校驗(yàn)后的熱電偶僅修正了對(duì)分度表的偏差.還帶有“土”一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的傳遞誤差和其他誤差。 
2.參考端溫度誤差 
熱電偶的熱電勢(shì)大小與熱電極材料和兩接點(diǎn)的溫度有關(guān),在熱電偶進(jìn)行分度時(shí)都是以參考端為0℃作為條件的。所以,在使用時(shí)也必須滿足這一條件。如果參考端的溫度不是℃就會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差。 
當(dāng)參考端不為零時(shí)的誤差,用公式表示,即 
一般使用熱電偶來(lái)測(cè)溫時(shí),要使參考端恒定在0℃是比較麻煩的,一般也只有在實(shí)驗(yàn)室作精密測(cè)溫時(shí)才有必要。在通常的工業(yè)測(cè)量中,參考端溫度大都處在室溫或波動(dòng)的溫區(qū),此時(shí),要測(cè)出實(shí)際溫度就必須計(jì)算出這項(xiàng)誤差,并對(duì)其進(jìn)行修正或補(bǔ)償?shù)取?nbsp;
3.補(bǔ)償導(dǎo)線誤差 
補(bǔ)償導(dǎo)線誤差一般包括兩種:一種是由于補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電特性與所配用的熱電偶不一致而造成的,在實(shí)際的工作溫度范圍內(nèi),這一允許誤差見(jiàn)表2-6,如果溫度大大超出工作溫度范圍,其誤差也將大大超出表2-6的范圍;另一項(xiàng)誤差是由補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶參考端的兩接點(diǎn)溫度不一致所造成的,這項(xiàng)誤差應(yīng)盡量避免。 
4.儀器儀表誤差 
對(duì)于一般工業(yè)生產(chǎn)用電子電位差計(jì)和動(dòng)圈儀表的儀表誤差可按下式計(jì)算,即 
5.誤差 
當(dāng)儀表的刻度間隔很窄,一般每小格相當(dāng)于1-201C,讀數(shù)時(shí)對(duì)指針位置的判斷不準(zhǔn)確也會(huì)引起誤差,即視差。這項(xiàng)誤差一般為最小刻度的1/5~1/2。 
6.干擾誤差 
由于屏蔽和絕緣不良而引人的干擾電壓經(jīng)過(guò)熱電偶的連接導(dǎo)線進(jìn)人儀表,使儀表產(chǎn)生幾度、幾十度的誤差,甚至無(wú)法測(cè)量。 
7.傳熱誤差 
用溫度計(jì)來(lái)測(cè)量被測(cè)對(duì)象的溫度,是基于將溫度計(jì)(熱電偶)與被測(cè)對(duì)象放在一起時(shí),熱量將由高溫物體傳給低溫物體,此時(shí)兩個(gè)物體的溫度也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化,待它們之間的熱最交換達(dá)到動(dòng)平衡時(shí),則該兩物體就具有相同的溫度。由此可見(jiàn),只要溫度計(jì)(熱電偶)與被測(cè)對(duì)象之間的熱交換達(dá)到動(dòng)平衡時(shí),就可以用溫度計(jì)(熱電偶測(cè)量端)的溫度來(lái)表示被測(cè)溫度。如將熱電偶插人管道以后,由于氣流加熱,測(cè)足端溫度不斷上升,待熱電偶與氣流之間的熱量交換達(dá)到動(dòng)平衡時(shí),它們便具有相同的溫度。這時(shí)就完全可以用熱電偶所指示的測(cè)量端溫度來(lái)表示被測(cè)氣流的溫度。 
但是,熱電偶除了與被測(cè)氣流進(jìn)行熱交換外,它還要與周圍環(huán)境進(jìn)行交換.測(cè)量端向環(huán)境散失的熱量Q導(dǎo)是由氣流加熱得到的熱量來(lái)補(bǔ)償?shù)模簿褪钦f(shuō),測(cè)量端與環(huán)境的傳熱使測(cè)量端與氣流間的熱交換處于不平衡狀態(tài),因此,它們之間的溫度也就不可能具有同樣的數(shù)值。測(cè)量端與環(huán)境間的傳熱愈強(qiáng),測(cè)量端溫度Tj偏離氣流溫度Tg就愈大。在這種情況下,如果以熱電偶的指示溫度來(lái)表示氣流溫度,勢(shì)必產(chǎn)生(Tg-Tj)的誤差,此誤差通常被稱為傳熱誤差。 
克服傳熱誤差達(dá)到所需的測(cè)溫準(zhǔn)確度,基本上有兩種方法:一種是確定傳熱誤差的大小,予以修正;另一種是將傳熱誤差減小到允許的范圍,認(rèn)為熱電偶的示值Tj即是Tg, 
8.動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差 
由于熱電偶本身具有熱惰性,因此當(dāng)將其與被測(cè)對(duì)象放在一起時(shí),不能立即指示被測(cè)對(duì)象的溫度.仍以管道測(cè)量為例,將熱電偶插人管道后,由于熱電偶要逐步吸收熱量,使其本身的溫度T;逐步上升,一直到測(cè)量端吸收的熱金達(dá)到動(dòng)平衡時(shí),它才具有了穩(wěn)定的示值,如果沒(méi)有傳熱誤差,此時(shí)Tj=Tg, 
對(duì)于從熱電偶插人后到其示值達(dá)到穩(wěn)定前的整個(gè)過(guò)渡過(guò)程中,熱電偶的示值Tj與Tg(不考慮其他誤差)之間存在著偏差,這一偏差是由熱電偶的熱惰性產(chǎn)生的,這一偏差稱為動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差,用am表示。 
對(duì)于被測(cè)溫度隨時(shí)間變化的穩(wěn)態(tài)測(cè)量,只要熱電偶插人后經(jīng)過(guò)足夠的時(shí)間,待其示值穩(wěn)定后再進(jìn)行讀數(shù),便可避免動(dòng)態(tài)響應(yīng)差。 
對(duì)于被測(cè)溫度是在變化時(shí),要準(zhǔn)確地測(cè)出溫度變化過(guò)程就不那么容易了。管道中的溫度瓦作正弦變化,相應(yīng)的熱電偶示值Tj的變化就如虛線所示.可見(jiàn)Tj不僅在時(shí)間上滯后于Tg,而且數(shù)值上也相互不一致。對(duì)于這種情況,顯然要等待足夠長(zhǎng)時(shí)間來(lái)避免動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差是不現(xiàn)實(shí)的。對(duì)于這項(xiàng)誤差同樣也是采取修正的辦法或者是將其減小到允許的范圍。 

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