在現代化生產裝置里,普遍都使用熱電偶或熱電阻來測量溫度,與熱電阻相比,熱電偶結構較復雜,使用條件苛刻,本文結合生產裝置一個溫度測量回路的介紹,分析了測量誤差產生的原因,提出解決的辦法,僅供參考。
熱電偶在測溫過程中,有時會出現誤差,下面我們主要來分析一下它的誤差主要表現在哪些方面。
分度誤差:分度誤差是指熱電偶分度時產生的誤差,其值不得超過zui大允許誤差。它主要由標準熱電偶的傳遞誤差和測量儀表的基本誤差組成。前者可通過標準熱電偶的溫度修正值來消除或降低;后者是由熱電偶的實際熱電特性與分度表的偏差造成的。因為熱電偶的熱電特性是隨材料成分、結晶結構與應力而變化的,即使分度號相同的熱電偶,它們的熱電特性也不能*一致。這種偏差對一般工業(yè)熱電偶的測量足可以忽略不計的,但若用于精密測量,則應用校驗方法進行修正。
對于有統(tǒng)一分度表的標準化熱電偶,分度的結果就是給出與分度表相比較的偏差值;對于非標準化熱電偶,分度的結果是給出溫度和熱電勢的對應關系,即熱電特性。它可用表格或曲線表示。按照規(guī)定條件使用時,熱電偶分度誤差的影響同其他誤差相比相對較小;但若超出規(guī)定范圍使用,則誤差較大,所以應對熱電偶進行定期檢定。
冷端溫度引進的誤差:除平衡點與計算點外,在其他各點的冷端溫度均不能得到*補償,由此產生的誤差各熱電偶均不相同。如鉑銠一鉑熱電偶在正常工作條件下約為±0. 04 mV;鎳鉻-鎳硅熱電偶約為±0.16mV;鎳鉻-康銅約為±0.18mV。
補償導線的誤差:在規(guī)定的工作范圍內,它是由于補償導線的熱電特性與所配熱電偶的熱電特性不*相同所造成的。若補償導線使用不當,如未按規(guī)定使用或正負極接錯等,將使誤差顯著增加。
熱交換所引起的誤差主要由以下3方面組成:
1. 熱平衡不充分所造成的誤差:實際測溫時,熱電偶熱端末與被測對象充分接觸,未達到熱平衡而造成的誤差。
2. 動態(tài)測溫誤差:當被測對象溫度變化時,由于溫度傳感器固有的熱慣性和儀表的機械慣性,使溫度計示值不能迅速跟蹤其變化而造成的誤差稱為動態(tài)測溫誤差。它屬于動態(tài)測溫中的難題,通常以前者為主。被測對象溫度變化越快,動態(tài)測溫誤差越大。
3. 熱損失:熱損失指沿電極方向的導熱損失和保護管向周圍環(huán)境的輻射換熱損失。它主要取決于沿電極方向的溫差、被測介質與周圍環(huán)境的溫差和插入深度
解決方案:
1.應定期檢定效準,保證儀表的度等級。
2.對于快送變化的溫度,由于測溫元件的熱憜性,動態(tài)誤差可能很大,必須采用小慣熱電偶或選取采樣數率較高的儀表解決。采用導熱性能好的材料做保護管,管壁要薄,內徑要小。減小保護管與熱電偶測量端之間的空氣間隙。增加測量端介質的流速,加快對流傳熱。
3.把熱電偶的引線接在鐵管內,并將鐵管接地。把熱電偶懸空,熱電偶不與爐壁的耐火磚接觸。把參考端接地,在熱電偶(或補償導線)輸出端的一端,通過一個容量足夠大的電容接地。用屏蔽的方法,可使泄漏的電流經過金屬屏蔽物直接接地,不在流入測量回路,從而消除干擾誤差。
4.在管壁外面敷設絕熱層,減小管壁與被測介質的溫差。減小保護管的外徑以及保護管、熱電極的黑度(輻射)系數。在熱電偶管壁間加裝防輻射罩,以減小之間的直接輻射。增加被測介質流經熱電偶測量端的流速,增加對流傳熱。
5.熱電偶處于能夠真正代表被測介質溫度的地方。熱電偶應有足夠的插入深度,一般不少于熱電偶保護管外徑的8~10倍。防止熱損失。保護管露外部應盡可能短,并加保溫層。若被測介質具有負壓,熱電偶安裝必須嚴格密封,以免外界冷空氣進入影響測量的準確性。安裝地點,應盡量避開其熱源、強磁場、電場的干擾。
6.熱電偶保護管與爐壁之間的空隙應使用絕熱物堵塞,避免爐溫的熱輻射,使參考端保持在100℃以內。
總結
通過對熱電偶誤差的分析,了解掌握誤差產生的原因,誤差發(fā)生后能夠及時解除,保證熱電偶溫度測量的準確可靠。
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