熱電偶是一種zui簡單﹑zui普通的溫度儀表，可是如果在使用中不注意，也會(huì)引起較大測量誤差。針對當(dāng)前存在的問題，詳細(xì)探討影響測量誤差的主要因素：熱電偶插入深度﹑響應(yīng)時(shí)間﹑熱輻射及熱阻抗等。接下來為大家介紹哪些因素會(huì)對熱電偶測量產(chǎn)生誤差： 一、插入深度的影響 1、測溫點(diǎn)的選擇 熱電偶的安裝位置，即測溫點(diǎn)的選擇是zui重要的。測溫點(diǎn)的位置，對于生產(chǎn)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(shí)，沿著傳感器的長度方向?qū)a(chǎn)生熱流。當(dāng)環(huán)境溫度低時(shí)就會(huì)有熱損失。致使熱電偶與被測對象的溫度不一致而產(chǎn)生測溫誤差。總之，由熱傳導(dǎo)而引起的誤差，與插入深度有關(guān)。而插入深度又與保護(hù)管材質(zhì)有關(guān)。金屬保護(hù)管因其導(dǎo)熱性能好，其插入深度應(yīng)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(dòng)等狀態(tài)有關(guān)，如流動(dòng)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(shù)值應(yīng)由實(shí)驗(yàn)確定。 二、響應(yīng)時(shí)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(dá)到熱平衡。因此，在測溫時(shí)需要保持一定時(shí)間，才能使兩者達(dá)到熱平衡。而保持時(shí)間的長短，同測溫元件的熱響應(yīng)時(shí)間有關(guān)。而熱響應(yīng)時(shí)間主要取決于傳感器的結(jié)構(gòu)及測量條件，差別極大。對于氣體介質(zhì)，尤其是靜止氣體，至少應(yīng)保持30min以上才能達(dá)到平衡;對于液體而言，zui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(yīng)時(shí)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(xiàn)滯后，而且也會(huì)因達(dá)不到熱平衡而產(chǎn)生測量誤差。選擇響應(yīng)快的傳感器。對熱電偶而言除保護(hù)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(xì)，測量端直徑越小，其熱響應(yīng)時(shí)間越短。測溫元件熱響應(yīng)誤差可通過下式確定 [1]。 Δθ=Δθ0exp(-t/τ) (2—1) 式中 t—測量時(shí)間 S， Δθ—在 t 時(shí)刻，測溫元件引起的誤差，K或℃ Δθ0—“t=0” 時(shí)刻，測溫元件引起的誤差，K或℃ τ—時(shí)間常數(shù) S e —自然對數(shù)的底(2.718) 因此，當(dāng)t=τ時(shí)，則Δθ=Δθ0/e 即為0.368， 如果當(dāng)t=2τ時(shí),則Δθ=Δθ0/e2 即為0.135。 當(dāng)被測對象的溫度,以一定的速度α(k/s或℃/s)上升或下降時(shí),經(jīng)過足夠的時(shí)間后,所產(chǎn)生的響應(yīng)誤差可用下式表示： Δθ∞=-ατ (2—2) 式中 Δθ∞—經(jīng)過足夠時(shí)間后，測溫元件引起的誤差。 由式(2—2)可以看出，響應(yīng)誤差與時(shí)間常數(shù)(τ)成正比。為了提高檢定效率許多企業(yè)采用自動(dòng)檢定裝置，對入廠熱電偶進(jìn)行檢定，但是，該裝置也并非十分完善。二汽變速箱廠熱處理車間就發(fā)現(xiàn)如果在400℃點(diǎn)的恒溫時(shí)間不夠，達(dá)不到熱平衡，就容易發(fā)生誤判。 三、熱輻射的影響 插入爐內(nèi)用于測溫的熱電偶，將被高溫物體發(fā)出的熱輻射加熱。假定爐內(nèi)氣體是透明的，而且，熱電偶與爐壁的溫差較大時(shí)，將因能量交換而產(chǎn)生測溫誤差。 在單位時(shí)間內(nèi)，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(shù) ε—發(fā)射率 Tt—熱電偶的溫度 , K Tw—爐壁的溫度 , K 在單位時(shí)間內(nèi),熱電偶同周圍的氣體(溫度為T),通過對流及熱傳導(dǎo)也將發(fā)生熱量交換的能量為P′ P′=αA(T-Tt) (2—4) 式中 α—熱導(dǎo)率 A— 熱電偶的表面積 在正常狀態(tài)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)