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WRN-230熱電偶的測(cè)量誤差分析大揭秘

閱讀：429 發(fā)布時(shí)間：2017-9-13

WRN-230熱電偶是一種簡(jiǎn)單﹑普通的溫度傳感器,?？墒侨绻谑褂弥胁蛔⒁猓矔?huì)引起較大測(cè)量誤差,。針對(duì)當(dāng)前存在的問題,，詳細(xì)探討影響測(cè)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，指出熱電偶絲不均質(zhì)﹑鎧裝熱電偶分流誤差﹑K型熱電偶的選擇性氧化﹑K狀態(tài)﹑使用氣氛﹑絕緣電阻及熱電偶劣化等在使用中應(yīng)注意事項(xiàng),。對(duì)提高測(cè)量精度,，延長(zhǎng)熱電偶?jí)勖幸欢◣椭?

WRN-230熱電偶在現(xiàn)有的測(cè)溫系統(tǒng)中,，常用的溫度傳感器—熱電偶,，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，往往被誤認(rèn)為“熱電偶兩根線,，接上完事”,，其實(shí)并非如此。熱電偶的結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單,，但在使用中仍然會(huì)出現(xiàn)各種問題,。例如：安裝或使用方法不當(dāng)，將會(huì)引起較大的測(cè)量誤差,，甚至檢定合格的熱電偶也會(huì)因操作不當(dāng),，在使用時(shí)不合格，在滲碳等還原性氣氛中,，如果不注意,，K型熱電偶也會(huì)因選擇性氧化而超差。

為了提高測(cè)量精度,，減少測(cè)量誤差,，延長(zhǎng)熱電偶使用壽命，要求使用者不僅應(yīng)具備儀表方面的操作技能,，而且還應(yīng)具有物理,、化學(xué)及材料等多方面知識(shí)。作者根據(jù)多年實(shí)踐,，并參閱有關(guān)資料較詳細(xì)地介紹熱電偶的測(cè)量誤差及其注意事項(xiàng),。

1、熱電偶絲不均質(zhì)影響

a、熱電偶材質(zhì)本身不均質(zhì)

熱電偶在計(jì)量室檢定時(shí),，按規(guī)程要求,，插入檢定爐內(nèi)的深度只有300mm。因此每支熱電偶的檢定結(jié)果,，確切的說只能體現(xiàn)或主要體現(xiàn)出從測(cè)量端開始300mm長(zhǎng)偶絲的熱電行為,，然而，當(dāng)熱電偶的長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí),，則大部分偶絲處于高溫區(qū),，如果熱電偶絲是均質(zhì)的，那么依據(jù)均質(zhì)回路定則,，測(cè)量結(jié)果與長(zhǎng)度無關(guān),。然而，熱電偶絲并非均質(zhì),，尤其是廉金屬熱電偶絲其均質(zhì)性較差,，又處于具有溫度梯度的場(chǎng)合，那么其局部將產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì),，該電動(dòng)勢(shì)稱為寄生電勢(shì),。由寄生電勢(shì)引起的誤差稱為不均質(zhì)誤差。

在現(xiàn)有的貴金屬,、廉金屬熱電偶檢定規(guī)程中,，對(duì)熱電偶的不均質(zhì)尚未作出規(guī)定，只有在熱電偶絲材標(biāo)準(zhǔn)中,，對(duì)熱電偶絲的不均勻性有一定要求,。對(duì)廉金屬熱電偶采用首尾檢定法求出不均勻熱電動(dòng)勢(shì)。正規(guī)熱電偶絲材生產(chǎn)廠,，均按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,，生產(chǎn)出不均勻熱電動(dòng)勢(shì)符合要求的產(chǎn)品。

b,、熱電偶絲經(jīng)使用后產(chǎn)生的不均質(zhì)

對(duì)于新制的熱電偶,，即使是不均勻熱電動(dòng)勢(shì)能滿足要求，但是,，反復(fù)加工,、彎曲致使熱電偶產(chǎn)生加工畸變，也將失去均質(zhì)性,，而且使用中熱電偶長(zhǎng)期處于高溫下也會(huì)因偶絲的劣化而引起熱電動(dòng)勢(shì)變化,，例如：插入工業(yè)爐中的熱電偶，將沿偶絲長(zhǎng)度方向發(fā)生劣化,，并隨溫度增高,，劣化增強(qiáng),，當(dāng)劣化的部分處于具有溫度梯度的場(chǎng)所，也將產(chǎn)生寄生電動(dòng)勢(shì)疊加在總熱電動(dòng)勢(shì)中而出現(xiàn)測(cè)量誤差,。

在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)有的熱電偶經(jīng)計(jì)量部門檢定合格的產(chǎn)品（多為廉金屬熱電偶）到現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)卻不合格,。再返回到計(jì)量部門檢定仍然合格，其中主要原因是偶絲不均質(zhì)引起的,。生產(chǎn)熱電偶的技術(shù)人員都切身體會(huì)到，熱電偶的不合格率也隨其長(zhǎng)度的增加而增加,。皆是受熱電偶絲材不均質(zhì)的影響,。總之,，由不均質(zhì)即寄生電動(dòng)勢(shì)引起的誤差,，取決于熱電偶絲自身的不均質(zhì)程度及溫度梯度的大小，對(duì)其定量極其困難,。

2,、鎧裝熱電偶的分流誤差

a、分流誤差

瓦軸集團(tuán)滲碳爐用鎧裝熱電偶,，僅使用一周不準(zhǔn)了,。為探討原因，作者曾到現(xiàn)場(chǎng)考察,，但未發(fā)現(xiàn)異常,，只好從爐子上取下來經(jīng)計(jì)量室檢定結(jié)果合格。那么問題何在呢,？后,，根據(jù)該支熱電偶的現(xiàn)場(chǎng)安裝特點(diǎn)，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),，上述問題是鎧裝熱電偶的分流誤差造成的,。

所謂分流誤差即用鎧裝熱電偶測(cè)量爐溫時(shí)，當(dāng)熱電偶中間部位有超過800°C的溫度分布存在時(shí),因其絕緣電阻下降,，熱電偶示值出現(xiàn)異常的現(xiàn)象,，稱為分流誤差。依據(jù)均質(zhì)回路定則,，用熱電偶測(cè)溫只與測(cè)量端與參考端兩端溫度有關(guān),，與中間溫度分布無關(guān)?？墒怯捎阪z裝熱電偶的絕緣物是粉末狀MgO,，溫度每升高100°C，其絕緣電阻下降一個(gè)數(shù)量級(jí),，當(dāng)中間部位溫度較高時(shí),，必定有漏電流產(chǎn)生,，致使在熱電偶輸出電勢(shì)中有分流誤差出現(xiàn)。

b、分流誤差產(chǎn)生的條件

將鎧裝熱電偶水平插入爐內(nèi),，其規(guī)格及實(shí)驗(yàn)條件為：直徑ф4.8mm,長(zhǎng)度為25m,中間部位加熱帶的長(zhǎng)度為20m,，溫度為1000℃。本次實(shí)驗(yàn)中,，熱電偶的測(cè)量端與中間部位的溫差為200℃。如果測(cè)量端溫度高于中間部位,，則產(chǎn)生負(fù)誤差,；相反，則產(chǎn)生正誤差,。如果兩者的溫差為200℃,，那么，分流誤差約為100℃,。這是不能忽視的,，分流誤差的產(chǎn)生條件與鎧裝熱電偶種類和直徑等因素有關(guān)。

WRN-230熱電偶分度號(hào)

熱電偶分度號(hào)	熱電極材料
	正極	負(fù)極
S	鉑銠 10	純鉑
R	鉑銠 13	純鉑
B	鉑銠 30	鉑銠 6
K	鎳鉻	鎳硅
T	純銅	銅鎳
J	鐵	銅鎳
N	鎳鉻硅	鎳硅
E	鎳鉻	銅鎳

WRN-230熱電偶

不銹鋼壓力表0-0.1MPA

WSS-411雙金屬溫度計(jì)的應(yīng)用誤區(qū)

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