影响热电偶测温仪表准确性的因素

发布时间:2022-09-27     浏览次数:
[摘要]温度是工业生产中重要的工艺参数,人们常常把温度测量比喻成工业生产的脉搏,是因为它不仅关系到产品产量、质量与经济效益,还关系到生产的安全。所以全面了解和掌握影响热电偶测温仪表准确性的各种因素是非常重要的。本文分析了影响测温仅表测量准确性的因素。
1影响热电偶温度测仪表准确性的因素
1.1测温点的选择
  热电偶的安装位置,即测温点的选择是非常重要的,测温点的位置,对于生产工艺过程而言,一定要具有典型性、代表性,否则将失去测量与控制的意义:测温点应避开强电磁场干扰源或加热设备距离过近之处,避不开时,应采取相应的措施。
1.2插入深度
  热电偶插入被测场所时,沿着传感器的长度方向将产生热流。当环境温度低时就会有热损失,致使热电偶与被测对象的温度不一致而产生测温误差。总之,由热传导而引起的误差,与插入深度有关,而插入深度又与保护管材质有关。金属保护管因其导热性能好,其插入深度应该深一些(约为直径的15--20 倍);陶瓷材料绝热性能好,可插入浅一些(约为直径的10-15倍).对于生产工艺测温,其插入深度还与测量对象是静止或流动等状态有关,如流动的液体或高速气流温度的测量,将不受上述限制,插入深度可以浅一些,具体数值应由实验确定。热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物质会使冷空气侵入,因此热电偶保护套管和壁孔之间的空隙用石棉绳等绝热物质堵塞以免冷空气对流而影响测温的准确性。
1.3绝缘变差引入的误差
  热电偶绝缘不良,对热电偶的准确测量有很大的影响,它歪曲被测的热电势,使显示仪表失真,甚至不能正常工作,由绝缘变差引入的误差是多方面的,例如,热电极绝缘瓷管的绝缘电阻较差,使得热电流旁路,造成测量误差:保护管和接线柱有污垢或积灰太多致使热电偶极间与炉壁间绝缘不良,不仅会引起热电势的损耗而且引入干扰。
1.4热情性引入的误差
  由于热电偶的热惰性使二次仪表的指示值滞后于被测量温度的变化,在进行快速测量时这种影响较为突出,所以尽可能采用热电极较细,保护管直径较小的热电偶,在测量环境允许的情况下,甚至可以将保护管去掉:高温时,保护管上若有一层铝渣附在上面,则热电阻增加,也会造成测量误差,定期检查、清理保护管上面附着物。
1.5热电偶的变质引入的误差
  热电偶使用-定时间后,热电偶的热电特性会发生某些变化,如果变化显著,所测温度将偏离真实值,产生测量误差,从而降低测温的准确性。热电偶在使用当中进行定期检查,根据热电偶表面颜色情况来鉴别其损坏程度。如,镍铬镍硅,热电偶表面上有白色泡沫,说明热电偶的变质程度是轻度,可根据具体情况进行修理恢复。
1.6热电偶检准、标定时引入的误差
  由于热电偶在实验室校准、标定时,在实验室放置平衡时间不够,量值传递、校准人员的技术水平以及检定系统维护不当等引入的误差。为了避免检定时引入的误差,在检定时严格按照本项目的检定规程执行:检定人员必须是经考核合格,并持有该项目经有关计量行政部门颁发的检定员证的人员检定:为了保证量值传递的准确性,所使用的标准仪器,定期送往法定计量检定机构或授权计量机构进行检定。定期维护计量检定系统,由于使用频繁,长期使用后各通道切换开关的接触点容易产生污垢致接触不良,造成通道寄生电势起差,影响测量数据,所以使用一段时间后用无水酒精擦洗各通道切换开关的接触点。
2二次仪表影响测准确性的因素
2.1二次仪表量程与准确度等级引入误差
  在正常的使用条件下,仪表测量结果的准确程度叫仪表的准确度。引用误差越小,仪表测量的准确度就越高,而引用误差与仪表的量程有关,在使用相同准确度等级的仪表时,量程不同时,测量结果也不同,为了减小测量误差,在选择测量仪表时尽可能选用测量范围较小的仪表。在测量当中,被测量值越接近仪表的上限,测量结果的最大相对误差就越小,测量值越是最接近真值,所以在选择二次仪表的测量范围时,二次仪表的测量数值尽量在满刻度值的2/3以上。
2.2二次仪表在校准、标定时引入的误差
  二次仪表在校准、标定时,在实验室放置平衡时间不够,量值传递、校准人员的技术水平等引入的误差。在检定或校准时严格按照相关检定规程执行:对所用的标准仪器必须定期送往法定计量检定机构或授权计量机构进行检定:检定人员须是经考核合格,并持有该项目经有关计量行政部门颁发的检定员证的人员进行检定。
3补偿不当引入的误差
  由热电偶的测温原理可知,只有当热电偶的冷端温度保持不变时,热电势才能与被测温度成一一对应关系。而在实际应用当中,热电偶安装在现场设备上,其冷端暴露于空气中,受到周围环境温度的影响:同时热电偶的冷端与热端离得很近,冷端温度难以保持恒定,因而会引起测量误差。为了减小或消除由于热电偶冷端温度变化而产生的测量误差,这时要测出实际温度就必须采取冷端补偿措施,补偿方法有:热电势修正法、参考端温度补偿法、补偿导线法、参考端温度补偿器,为了准确测量温度,使用补偿时应注意,.补偿导线的型号应与热电偶的型号相符,并使用在规定的温度范围内,把补偿导线的出线孔陈用石棉绳塞紧,然后盖上接线盒盖:参考端温度补偿器与热电偶连接时极性不能接错:补偿器必须定期检查和检定.
4结论
  通过文中分析可知,温度测量的准确性受诸多因素的影响,如片面追求准确度等级,没有综合考虑影响的其他因素,并不能有效保证测量结果达到要求,只有全面认识影响测温仪表准确性的各种因素,在实际使用当中根据具体使用条件进行分析,才能得到准确测量结果。同时不断地加强和钻研业务,并借以日益丰富的工作经验,保证测量值准确可靠。
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