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解決熱電偶存在的問題

來源:安徽天康集團(tuán)股份有限公司   2013年07月26日 14:54  
熱電偶是溫度測(cè)量?jī)x表中常用的測(cè)溫元件,是由兩種不同成分的導(dǎo)體兩端接合成回路時(shí),直接測(cè)溫端叫工作端,接線端子端叫冷端,也稱參比端當(dāng)兩接合點(diǎn)溫度不同時(shí),就會(huì)在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流。如果熱電偶的工作端與參比端存有溫差時(shí),顯示儀表將會(huì)指示出熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)所對(duì)應(yīng)的溫度值。熱電偶的熱電動(dòng)熱將隨著測(cè)量端溫度升高而增長(zhǎng),它的大小只與熱電偶材料和兩端的溫度有關(guān),與熱電極的長(zhǎng)度、直徑無關(guān)。各種熱電偶的外形常因需要而極不相同,但是它們的基本結(jié)構(gòu)卻大致相同,通常由熱電極、絕緣套保護(hù)管和接線盒等主要部分組成.通常和顯示儀表,記錄儀表和電子調(diào)節(jié)器配套使用。

由于熱電偶的材料一般都比較貴重(特別是采用貴金屬時(shí)),而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn),為了節(jié)省熱電偶材料,降低成本,通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端(自由端)延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi),連接到儀表端子上。必須指出,熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極,使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上,它本身并不能消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響,不起補(bǔ)償作用。因此,還需采用其他修正方法來補(bǔ)償冷端溫度t0≠0℃時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響。在使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號(hào)相配,極性不能接錯(cuò),補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接端的溫度不能超過100℃。

誤差是熱電偶本身固有的,還包括上一極標(biāo)準(zhǔn)的傳遞誤差。采用檢定校驗(yàn)的方法使其控制在允許偏差范圍內(nèi),也可在實(shí)際測(cè)溫中將熱電偶偏差進(jìn)行修正,得到的真實(shí)的溫度。

熱電偶由于材料不均勻性引起的誤差和材料不均勻程度有關(guān)溫度變化越大,使熱電極各點(diǎn)溫度的差值越大,則材料不均勻性的影響也就越大??捎猛嘶鸬姆椒ò阉鼫p弱,但無法*消除。

溫度變化后,測(cè)溫儀表來不及立即指出變化了的溫度,因而引起讀數(shù)誤差。熱電偶時(shí)間常數(shù)的大小是決定動(dòng)態(tài)誤差大小的主要因素。采用導(dǎo)熱性能好的材料做保護(hù)管,管壁要薄,內(nèi)徑要小。減小保護(hù)管與熱電偶測(cè)量端之間的空氣間隙。增加測(cè)量端介質(zhì)的流速,加快對(duì)流傳熱。

熱電偶使用時(shí)兩熱電極間以及它們和大地之間應(yīng)有良好的絕緣,不然將會(huì)有熱電勢(shì)損耗,直接影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響儀表的正常運(yùn)行。把參考端接地,在熱電偶(或補(bǔ)償導(dǎo)線)輸出端的一端,通過一個(gè)容量足夠大的電容接地。用屏蔽的方法,可使泄漏的電流經(jīng)過金屬屏蔽物直接接地,不在流入測(cè)量回路,從而消除干擾誤差。

熱電偶測(cè)溫時(shí),存在著復(fù)雜的熱交換過程。由于溫度的多次傳遞,測(cè)量端的溫度并不與被測(cè)介質(zhì)溫度*一致,因此產(chǎn)生測(cè)量誤差??朔椒ㄓ袃煞N:一是確定傳遞誤差的大小,進(jìn)行修正。二是采取措施,使傳熱誤差減小到允許范圍內(nèi)。

在管壁外面敷設(shè)絕熱層,減小管壁與被測(cè)介質(zhì)的溫差。減小保護(hù)管的外徑以及保護(hù)管、熱電極的黑度(輻射)系數(shù)。在熱電偶管壁間加裝防輻射罩,以減小之間的直接輻射。增加被測(cè)介質(zhì)流經(jīng)熱電偶測(cè)量端的流速,增加對(duì)流傳熱。

熱電偶的安裝是否正確合理,對(duì)測(cè)量結(jié)果有著重要影響。熱電偶應(yīng)有足夠的插入深度,一般不少于熱電偶保護(hù)管外徑的8~10倍。防止熱損失。保護(hù)管露外部應(yīng)盡可能短,并加保溫層。若被測(cè)介質(zhì)具有負(fù)壓,熱電偶安裝必須嚴(yán)格密封,以免外界冷空氣進(jìn)入影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。安裝地點(diǎn),應(yīng)盡量避開其熱源、強(qiáng)磁場(chǎng)、電場(chǎng)的干擾。

參考端溫度過高的測(cè)量誤差分析; 因?yàn)檠a(bǔ)償導(dǎo)線在(0~100)℃范圍內(nèi),補(bǔ)償導(dǎo)線熱電特性與熱電偶的熱電特性相同。超過此溫度范圍,補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶熱電特性相差很大,從而造成測(cè)量誤差。熱電偶保護(hù)管與爐壁之間的空隙應(yīng)使用絕熱物堵塞,避免爐溫的熱輻射,使參考端保持在100℃以內(nèi)。

熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線極性接反測(cè)量誤差分析; 補(bǔ)償導(dǎo)線有正負(fù)之分,接反起不到補(bǔ)償作用,而且還會(huì)造成更大的誤差。補(bǔ)償導(dǎo)線接反所造成的誤差約為使用補(bǔ)償導(dǎo)線的兩倍的誤差。仔細(xì)閱讀說明將補(bǔ)償導(dǎo)線正確連接。

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