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减小热电偶测量误差的方法
点击次数:813 发布时间:2016-06-13

1.产生误差的原因
(1)热电偶本身准确度对测量误差的影响。这里是指热电偶的热电特性、稳定性和均匀性。
(2)显示仪表的分度特性和测量线路对测量准确度的影响。
(3)被测表面敷设热电偶后,改变了被测处的原来温场。此时,表面热电偶所指示的温度已不等于未敷设热电偶时的温度。当敷设表面热电偶后,由导热所引起的误差称为“导热误差” 。
着重指出的是热电偶本身准确度所产生的误差同导热误差相比, 前者比后者小得多。 只要选择的热电极材料,热电特性稳定以及热电偶和仪表合理配套,则热电偶本身准确度所产生的误差一般讲可以忽略。但是,导热误差是难以避免的,它是表面温度测量的关键。
(4)被测物体的表面温度若处于变化状态,则热电偶对于温度的动态响应滞后而产生的误差称为“动态响应误差” 。
(5)热电偶敷设于被测表面后,周围环境也会对热电极产生辐射换热。例如:被测物体和热电极的表面黑度不同产生辐射换热。这种误差称这“辐射换热误差” 。
(6)安装和敷设方法不当产生的误差。
综上所述,表面热电偶的测量误差,大致由以上六个因素造成,若要得知总的测量误差,必需进一步作误差分析,由实验和计算来确定。
2.减小测量误差的措施和方法
我们在测量表面温度时, 总希望有较高的准确度, 为了减小测量误差, 可根据实际工况采取合理措施,以获得比较满意的测量结果。
(1)在机械强度允许的条件下,尽可能选用导热系数小和直径细的热电极材料。热电极的直径通常选0.2~0.5毫米。
(2)安装时,尽量不破坏被测表面温场和被测物体的几何形状。
(3)表面热电偶的测量端应与被测表面有良好的热接触,接触方法以焊接(指被测表面允许焊接)。
焊点不允许有夹渣和多孔海绵状,焊点要小,同时要保证足够的强度。为了增强热电偶测量端的焊接强度,可将热电极焊接部分稍稍压偏。
(4)敷设表面热电偶时,要尽可能消除对流的干扰。例如:在被测表面有流动气体时,在条件许可下,热电偶采用埋设的方法。但要注意开槽尺寸要尽量小,埋设后应将填充物表面打光与被测表面平齐。
(5)热电偶测量端尽可能靠近被测表面。对于球形的测量端可将测量端压扁。当被测物体的导热系数很小时,可采用良好导热性能的集热片。
(6)等温敷设可有效地减小导热误差。测量端后面的热电极应沿被测表面敷设至少50倍热电极直径之长度。沿被测表面的热电极其绝缘应薄而且材料导热性能要好,以增强被测表面与热电极之间的导热。
热电极引起被测表面后,热电极绝缘层要求厚些,绝热好,以减小热电极向气热的散热。若热电偶测量回路电阻过大,则可采取粗细热电极搭接的方法,选择粗细两种热电极搭接时,要注意热电特性尽量一致。
(7)在工况变化和作瞬时测量时,选用的表面热电偶的动态响应要好。
(8)热电极材料应具有良好的热电特性、稳定性和均匀性。制作之前应对热电极材料予以检定,保证热电极材料性能良好和可靠。

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