影響熱電偶測溫儀表正確性的因素

[摘要]溫度是工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝參數(shù)，人們常常把溫度測量比喻成工業(yè)生產(chǎn)的脈搏，是因為它不僅關(guān)系到產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量與經(jīng)濟效益，還關(guān)系到生產(chǎn)的安全。所以全面了解和掌握影響熱電偶測溫儀表正確性的各種因素是非常重要的。分析了影響測溫僅表測量正確性的因素。
1影響熱電偶溫度測儀表正確性的因素
1.1測溫點的選擇
　　熱電偶的安裝位置，即測溫點的選擇是非常重要的，測溫點的位置，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:測溫點應(yīng)避開強電磁場干擾源或加熱設(shè)備距離過近之處，避不開時，應(yīng)采取相應(yīng)的措施。
1.2插入深度
　　熱電偶插入被測場所時，沿著傳感器的長度方向?qū)a(chǎn)生熱流。當環(huán)境溫度低時就會有熱損失，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管材質(zhì)有關(guān)。金屬保護管因其導(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).對于生產(chǎn)工藝測溫，其插入深度還與測量對象是靜止或流動等狀態(tài)有關(guān)，如流動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)由實驗確定。熱電偶的保護套管與壁間的間隔未填絕熱物質(zhì)會使冷空氣侵入，因此熱電偶保護套管和壁孔之間的空隙用石棉繩等絕熱物質(zhì)堵塞以免冷空氣對流而影響測溫的正確性。
1.3絕緣變差引入的誤差
　　熱電偶絕緣不良，對熱電偶的測量有很大的影響，它歪曲被測的熱電勢，使顯示儀表失真，甚至不能正常工作，由絕緣變差引入的誤差是多方面的，例如，熱電極絕緣瓷管的絕緣電阻較差，使得熱電流旁路，造成測量誤差:保護管和接線柱有污垢或積灰太多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良，不僅會引起熱電勢的損耗而且引入干擾。
1.4熱情性引入的誤差
　　由于熱電偶的熱惰性使二次儀表的指示值滯后于被測量溫度的變化，在進行快速測量時這種影響較為突出，所以盡可能采用熱電極較細，保護管直徑較小的熱電偶，在測量環(huán)境允許的情況下，甚至可以將保護管去掉:高溫時，保護管上若有一層鋁渣附在上面，則熱電阻增加，也會造成測量誤差，定期檢查、清理保護管上面附著物。
1.5熱電偶的變質(zhì)引入的誤差
　　熱電偶使用-定時間后，熱電偶的熱電特性會發(fā)生某些變化，如果變化顯著,所測溫度將偏離真實值，產(chǎn)生測量誤差，從而降低測溫的正確性。熱電偶在使用當中進行定期檢查，根據(jù)熱電偶表面顏色情況來鑒別其損壞程度。如，鎳鉻鎳硅，熱電偶表面上有白色泡沫，說明熱電偶的變質(zhì)程度是輕度,可根據(jù)具體情況進行修理恢復(fù)。
1.6熱電偶檢準、標定時引入的誤差
　　由于熱電偶在實驗室校準、標定時，在實驗室放置平衡時間不夠，量值傳遞、校準人員的技術(shù)水平以及檢定系統(tǒng)維護不當?shù)纫氲恼`差。為了避免檢定時引入的誤差，在檢定時嚴格按照檢定規(guī)程執(zhí)行:檢定人員必須是經(jīng)考核合格，并持有該項目經(jīng)有關(guān)計量行政部門頒發(fā)的檢定員證的人員檢定:為了保證量值傳遞的正確性，所使用的標準儀器，定期送往法定計量檢定機構(gòu)或授權(quán)計量機構(gòu)進行檢定。定期維護計量檢定系統(tǒng)，由于使用頻繁，長期使用后各通道切換開關(guān)的接觸點容易產(chǎn)生污垢致接觸不良，造成通道寄生電勢起差，影響測量數(shù)據(jù)，所以使用一段時間后用無水酒精擦洗各通道切換開關(guān)的接觸點。
2二次儀表影響測正確性的因素
2.1二次儀表量程與精度等級引入誤差
　　在正常的使用條件下，儀表測量結(jié)果的正確程度叫儀表的精度。引用誤差越小，儀表測量的精度就越高，而引用誤差與儀表的量程有關(guān)，在使用相同精度等級的儀表時,量程不同時，測量結(jié)果也不同，為了減小測量誤差，在選擇測量儀表時盡可能選用測量范圍較小的儀表。在測量當中，被測量值越接近儀表的上限，測量結(jié)果的最大相對誤差就越小，測量值越是最接近真值，所以在選擇二次儀表的測量范圍時，二次儀表的測量數(shù)值盡量在滿刻度值的2/3以上。
2.2二次儀表在校準、標定時引入的誤差
　　二次儀表在校準、標定時，在實驗室放置平衡時間不夠，量值傳遞、校準人員的技術(shù)水平等引入的誤差。在檢定或校準時嚴格按照相關(guān)檢定規(guī)程執(zhí)行:對所用的標準儀器必須定期送往法定計量檢定機構(gòu)或授權(quán)計量機構(gòu)進行檢定:檢定人員須是經(jīng)考核合格，并持有該項目經(jīng)有關(guān)計量行政部門頒發(fā)的檢定員證的人員進行檢定。
3補償不當引入的誤差
　　由熱電偶的測溫原理可知，只有當熱電偶的冷端溫度保持不變時，熱電勢才能與被測溫度成一一對應(yīng)關(guān)系。而在實際應(yīng)用當中，熱電偶安裝在現(xiàn)場設(shè)備上，其冷端暴露于空氣中，受到周圍環(huán)境溫度的影響:同時熱電偶的冷端與熱端離得很近，冷端溫度難以保持恒定，因而會引起測量誤差。為了減小或消除由于熱電偶冷端溫度變化而產(chǎn)生的測量誤差，這時要測出實際溫度就必須采取冷端補償措施，補償方法有:熱電勢修正法、參考端溫度補償法、補償導(dǎo)線法、參考端溫度補償器，為了測量溫度，使用補償時應(yīng)注意，.補償導(dǎo)線的型號應(yīng)與熱電偶的型號相符，并使用在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，把補償導(dǎo)線的出線孔陳用石棉繩塞緊，然后蓋上接線盒蓋:參考端溫度補償器與熱電偶連接時極性不能接錯:補償器必須定期檢查和檢定.
4結(jié)論
　　通過文中分析可知，溫度測量的正確性受諸多因素的影響，如片面追求精度等級，沒有綜合考慮影響的其他因素，并不能有效保證測量結(jié)果達到要求，只有全面認識影響測溫儀表正確性的各種因素，在實際使用當中根據(jù)具體使用條件進行分析，才能得到測量結(jié)果。同時不斷地加強和鉆研業(yè)務(wù)，并借以日益豐富的工作經(jīng)驗，保證測量值正確可靠。