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教你如何減小熱電偶測量誤差的方法

一、產生誤差的原因

1、熱電偶本身準確度對測量誤差的影響。這里是指熱電偶的熱電特性、穩定性和均勻性。

2、顯示儀表的分度特性和測量線路對測量準確度的影響。

3、被測表面敷設熱電偶后,改變了被測處的原來溫場。此時,表面熱電偶所指示的溫度已不等于未敷設熱電偶時的溫度。當敷設表面熱電偶后,由導熱所引起的誤差稱為“導熱誤差”。著重指出的是熱電偶本身準確度所產生的誤差同導熱誤差相比,前者比后者小得多。只要選擇優質的熱電極材料,熱電特性穩定以及熱電偶和儀表合理配套,則熱電偶本身準確度所產生的誤差一般講可以忽略。但是,導熱誤差是難以避免的,它是表面溫度測量的關鍵。

4、被測物體的表面溫度若處于變化狀態,則熱電偶對于溫度的動態響應滯后而產生的誤差稱為“動態響應誤差”。裝配熱電偶敷設于被測表面后,周圍環境也會對熱電極產生輻射換熱。例如:被測物體和熱電極的表面黑度不同產生輻射換熱。這種誤差稱這“輻射換熱誤差”。

二、安裝和敷設方法不當產生的誤差。

綜上所述,表面耐磨熱電偶的測量誤差,大致由以上六個因素造成,若要得知總的測量誤差,必需進一步作誤差分析,由實驗和計算來確定。

三、減小測量誤差的措施和方法

1、在機械強度允許的條件下,盡可能選用導熱系數小和直徑細的熱電極材料。熱電極的直徑通常選0.2~0.5毫米。

2、敷設表面熱電偶時,要盡可能消除對流的干擾。例如:在被測表面有流動氣體時,在條件許可下,熱電偶采用埋設的方法。但要注意開槽尺寸要盡量小,埋設后應將填充物表面打光與被測表面平齊。

3、安裝時,盡量不破壞被測表面溫場和被測物體的幾何形狀。

4、在工況變化和作瞬時測量時,選用的表面熱電偶的動態響應要好。

5、等溫敷設可有效地減小導熱誤差。測量端后面的熱電極應沿被測表面敷設至少50倍熱電極直徑之長度。沿被測表面的熱電極其絕緣應薄而且材料導熱性能要好,以增強被測表面與熱電極之間的導熱。熱電極引起被測表面后,熱電極絕緣層要求厚些,絕熱好,以減小熱電極向氣熱的散熱。若熱電偶測量回路電阻過大,則可采取粗細熱電極搭接的方法,選擇粗細兩種熱電極搭接時,要注意熱電特性盡量一致。

6、我們在測量表面溫度時,總希望有較高的準確度,為了減小測量誤差,可根據實際工況采取合理措施,以獲得比較滿意的測量結果。

7、表面熱電偶的測量端應與被測表面有良好的熱接觸,接觸方法以焊接(指被測表面允許焊接)。焊點不允許有夾渣和多孔海綿狀,焊點要小,同時要保證足夠的強度。為了增強熱電偶測量端的焊接強度,可將熱電極焊接部分稍稍壓偏。

8、壓簧熱電偶測量端盡可能靠近被測表面。對于球形的測量端可將測量端壓扁。當被測物體的導熱系數很小時,可采用良好導熱性能的集熱片。

9、熱電極材料應具有良好的熱電特性、穩定性和均勻性。制作之前應對熱電極材料予以檢定,保證熱電極材料性能良好和可靠。


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