热电偶的正确使用及测量误差
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校准标准热电偶时对电测仪器的技术要求和用途热电偶是一种常用的温度测量装置,其原理是利用两种不同金属的热电势差来测量温度。
在实际应用中,为了保证热电偶的准确性和可靠性,需要对其进行校准。
而校准标准热电偶时,对电测仪器有一定的技术要求和用途。
首先,校准标准热电偶时对电测仪器的技术要求是精确度高。
电测仪器是用来测量热电偶的电势差的,因此其精确度直接影响到热电偶温度测量的准确性。
在校准过程中,需要使用精密的电测仪器来测量标准热电偶的电势差,并与已知温度进行比对。
因此,电测仪器的精确度要求较高,通常要求其测量误差在0.1%以内。
其次,校准标准热电偶时对电测仪器的技术要求是稳定性好。
稳定性是指电测仪器在长时间使用过程中,其测量结果的稳定性和一致性。
在校准过程中,需要保证电测仪器的稳定性,以确保校准结果的准确性和可靠性。
因此,电测仪器需要具备良好的温度稳定性和零点漂移小的特点,以保证长时间使用时的测量精度。
此外,校准标准热电偶时对电测仪器的技术要求还包括响应速度快和线性度好。
响应速度是指电测仪器对温度变化的反应速度,线性度是指电测仪器输出与输入之间的线性关系。
在校准过程中,需要电测仪器能够快速响应温度变化,并且输出与输入之间的关系要符合线性规律。
这样才能保证校准结果的准确性和可靠性。
校准标准热电偶时,电测仪器的用途主要有两个方面。
首先,电测仪器用于测量标准热电偶的电势差。
通过测量标准热电偶的电势差,可以得到与之对应的温度值。
这样就可以通过电测仪器来确定标准热电偶的温度特性,从而实现对热电偶的校准。
其次,电测仪器用于与标准热电偶进行比对。
在校准过程中,需要将电测仪器的测量结果与已知温度进行比对,以确定电测仪器的准确性和可靠性。
通过与标准热电偶的比对,可以评估电测仪器的测量误差,并进行相应的校正和调整,以提高电测仪器的测量精度。
总之,校准标准热电偶时对电测仪器有一定的技术要求和用途。
电测仪器需要具备高精确度、良好的稳定性、快速的响应速度和好的线性度等特点,以保证校准结果的准确性和可靠性。
工作用廉金属热电偶的使用及其校准刘锰天津市检测技术研究所内容摘要:本文通过对热电偶测温原理、误差来源及消除方法的介绍,使我们对热电偶进行温度测量时应该注意的问题及解决的方法有了系统的掌握,并对工作用廉金属热电偶的校准以及不确定度的报告与表示,给予了明确的论述。
关键词:工作用廉金属热电偶、校准、不确定度前言:1821年,德国物理学家塞贝克发现,在两种不同的金属所组成的闭合回路中,当两接触处的温度不同时,回路中会产生一个电势,这就是热电效应,也称作“塞贝克效应”。
塞贝克效应发现之后,人们就为它找到了应用场所。
利用塞贝克效应,可制成温差电偶(thermocouple ,即热电偶)来测量温度。
只要选用适当的金属作热电偶材料,就可轻易测量到从-180℃到+2000℃℃的温度,如此宽泛围的测量范围,令酒精或水银温度计望尘莫及。
现在,通过采用一些特殊材质制做的热电偶温度计,甚至可以测量高达+2800℃的温度。
因此热电偶成为工业上最常用的温度检测元件之一。
一、热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A 和B 连接起来,构成一个闭合回路,这就构成了热电偶。
如图1所示,温度t 端是感温端称为测量端, 温度t 0端是连接仪表端称为参考端或冷端,当导体A 和B 的两个点t 和t 0之间存在温差时,就在回路中产生电动势E AB (t,t 0), 因而在回路中形成电流,这种现象称为“热电效应”。
这个电动势称为热电势,热电偶就是利用这一效应来工作的。
热电势的大小与t 和t 0之差的大小有关,当热电偶的两个热电极材料已知时,由热电偶回路热电势的分布理论得知热电偶两端的热电势差可以用下式表示()()()00,t E t E t t E AB AB AB -=式中:()0,t t E AB -热电偶的热电势; ()t E AB -温度为t 时工作端的热电势; ()0t E AB -温度为t 0时冷端的热电势。
从上式可看出,当工作端的被测介质温度发生变化时,热电势随之发生变化,因此,只要测出()0,t t E AB 和知道()0t E AB 就可得到()t E AB ,将热电势送入显示仪表进行指示或记录,或送入微机进行处理,即可获得测量端温度t 值。
第1篇一、前言热电偶作为一种广泛应用于工业、科研、医疗等领域的温度测量元件,其测量精度直接影响到温度测量的可靠性。
为了保证热电偶的测量精度,定期对其进行校验是必不可少的。
本报告针对热电偶校验过程进行总结,旨在为今后的热电偶校验工作提供参考。
二、热电偶校验原理热电偶校验是基于热电偶的塞贝克效应原理。
当两种不同金属或合金导体组成闭合回路时,在两端存在温度梯度的情况下,回路中会产生热电动势(热电势)。
热电动势的大小与热电偶材料、两端温度差有关,与热电极的长度、直径无关。
通过测量热电动势,可以计算出被测温度。
三、热电偶校验步骤1. 准备工作(1)准备校验设备:热电偶校验仪、标准温度计、热电偶保护套管、引线、连接器等。
(2)检查校验设备:确保校验仪、标准温度计等设备正常运行,符合校验要求。
2. 校验前的准备工作(1)检查热电偶外观:确保热电偶无损坏、变形、氧化等现象。
(2)检查引线:确保引线无损坏、断裂、腐蚀等现象。
(3)连接校验设备:将热电偶、标准温度计、校验仪等设备连接好。
3. 校验过程(1)零点校验:将热电偶的测量端置于冰点水中,待温度稳定后,记录校验仪显示的热电动势。
若电动势为零或接近零,则说明热电偶的零点校验合格。
(2)温度校验:将标准温度计和热电偶的测量端分别置于相同温度下,记录校验仪显示的热电动势。
将热电动势与标准温度计的测量结果进行比较,若两者接近,则说明热电偶的温度校验合格。
(3)线性校验:选取不同温度下的若干点,将热电偶置于这些温度下,记录校验仪显示的热电动势。
然后使用回归分析等方法对这些数据进行处理,得到热电偶的输出与温度之间的关系。
若得到的关系接近线性,则说明热电偶的线性校验合格。
(4)环境影响校验:将热电偶置于不同环境条件下,如高温、低温、湿度、振动等,观察热电偶的输出变化,确保其在各种环境下均能正常工作。
4. 校验结果分析根据校验数据,分析热电偶的测量精度、线性度、稳定性等指标。
热电偶测温仪校准步骤说明书第一部分:校准前准备工作在进行热电偶测温仪的校准前,请确保以下准备工作已完成:1. 确认校准仪器:确保所使用的校准仪器满足精确度和准确性要求,并经过定期维护和校准。
2. 校准环境准备:选择一个温度稳定、无风的环境进行校准,确保环境温度不受外界干扰。
3. 校准标准:准备一组准确可靠的标准温度源作为参照,以确保校准过程的准确性。
第二部分:校准步骤根据热电偶测温仪的型号和仪器说明书,本文将会以一般的热电偶测温仪为例,介绍校准步骤。
1. 确认测试点:选择适当的测试点来进行校准。
可以选择标准温度源的一组已知温度作为测试点,以覆盖整个测量范围。
2. 连接热电偶测温仪:将热电偶测温仪与校准仪器连接。
确保连接牢固,并检查连接头的清洁度和完整性。
3. 启动校准仪器:按照校准仪器的操作说明启动设备,确保设备正常运行。
4. 记录校准仪器读数:在待测温度点稳定后,记录校准仪器显示的温度读数。
5. 测量热电偶测温仪读数:将热电偶测温仪放置在待测温度点,等待温度稳定后,记录热电偶测温仪的温度读数。
6. 对比读数结果:将校准仪器的读数与热电偶测温仪的读数进行对比。
如果两者相差超过预设误差范围,需要进行进一步调整。
7. 调整热电偶测温仪:根据校准仪器的读数和热电偶测温仪的读数差异,按照热电偶测温仪的调整方法进行调整,以提高其精确度。
8. 重复校准过程:对于其他测试点,请重复步骤4至步骤7,以确保热电偶测温仪在整个测量范围内的准确性。
第三部分:校准结果记录完成热电偶测温仪的校准后,应将校准结果进行记录和报告,以备参考和追溯。
1. 记录校准数据:将每个测试点的校准数据记录下来,包括校准仪器的读数、热电偶测温仪的读数以及它们之间的差异。
2. 分析校准结果:对于校准数据进行分析,检查是否符合预设的误差范围。
如果有超出范围的数据,需要进一步调查原因并采取相应措施。
3. 编制校准报告:根据校准数据和分析结果,编制校准报告。
实验(实训)报告
辽宁科技大学学院(系)年月日
3、用电位差计测热电偶的温差电系数;
图2 热电偶测量示意图
为了测量温差电动势,就需要在图2的回路中接入电位差计,
引入不能影响热电偶原来的性质,例如不影响它在一定的温差
值。
要做到这一点,实验时应保证一定的条件。
两种金属之间插入第三种金属C时,若它与A
,则该闭合回路的温差电动势与上述只有A
B两根不同化学成份的金属丝的一端焊在一起,构成
图6 电位差计工作原理
为工作回路,回路2为校准电流回路,回路
、误差分析;
、查阅资料,说明关于热点现象的有哪些应用?。
对热电偶温度计量误差与修正方法的分析摘要:热电偶在使用过程中,由于受到各种因素的影响,经常出现测量误差的情况,因此温度测量结果的准确性也会显著降低。
因此,应对热电偶测温误差的主要原因进行分析,并采取合理可行的方法和技术措施解决问题,尽量减小误差的概率,提高热电偶测温结果的准确性。
关键词:工作原理;处置技术;计量误差;温度计量;热电偶引言:热电偶是现代常用温度测量装置,具有测量范围广、测量精准度高以及响应速度快等方面的优势,在温度计量中有着极为出色的表现。
为对热电偶展开高质量运用,本文将以热电偶工作原理分析为切入点,对热电偶温度计量误差原因与处置方式展开全面性探究,旨在做好技术温度计量误差控制,保证测温活动开展精准度。
1热电偶测量温度的误差1.1 热电偶热电特性不稳定所引起的误差热电偶温度计在使用一段时间后,会受到使用环境的影响。
其自身的热电性能会产生一定的变化,那么热电偶温度计测得的温度与实际温度有一定的偏差。
影响热电偶稳定性的主要因素有: (1)被测材料对热电偶电极的污染和腐蚀; (2)热电极在外力作用下变形引起的变形应力; (3)温电极的微观结构在高温下发生变化。
(4)热电极在空气中暴露于氧化等。
1.2热电偶不均匀性的影响热电偶的均匀性是指热电偶电极材料的均匀性。
例如,如果热电偶中的两个热电极材料是均匀的,热电偶回路就产生了。
热电势与热电偶两端的温差正相关,与沿热电解槽长度方向的温度梯度无关。
1.3热辐射的影响在用热电偶测量炉内温度时,炉内高温物体对热电偶热辐射的影响会导致热电偶温度升高。
如果假设炉内的气体是透明的,当热电偶与炉壁之间的温差较大时,在能量交换之后,也会造成温度测量的误差。
增加传热量可以有效地减少这种副反应,使炉壁温度与热电偶温度接近1.4漏电误差不少无机绝缘材料的绝缘电阻值随它本身温度的升高而减小。
由于绝缘材料的绝缘不好,特别是在高温时,其绝缘性显著变差,因而可以分流热电动势的输出,另外也可能把被测对象所用之电源电压泄漏到热电偶回路中,这些都将造成漏电误差。
K型热电偶说明书一、产品概述K型热电偶是一种常用的温度传感器,由两种不同材料的导体组成。
当测量端与参考端存在温差时,会产生热电动势,通过测量热电动势的大小即可得出温度值。
K型热电偶具有测量范围广、精度高、稳定性好等优点,广泛应用于工业自动化、能源、化工等领域。
二、技术参数1.测量范围:0℃-1300℃2.精度等级:Ⅰ级(允差±1.5℃)3.热响应时间:≤5s(0-100℃)4.直径:Φ1.5mm5.保护管材质:不锈钢(304、316)6.接线盒材质:铸铝或塑料7.固定装置:螺纹或法兰8.使用环境:常温常压,避免强磁场、强腐蚀性气体三、产品特点1.测量精度高:采用国际先进的热电偶制造工艺,确保测量精度和稳定性。
2.抗干扰能力强:采用优质绝缘材料,有效抵抗外界干扰,保证测量准确性。
3.可靠性高:经过严格的质量控制和耐久性测试,产品具有较长的使用寿命。
4.安装方便:可根据客户需求提供不同的安装方式,如螺纹、法兰等。
5.防护等级高:接线盒、保护管等部件均采用防水、防尘设计,可在恶劣环境下使用。
四、使用方法1.安装方式:根据现场实际情况选择合适的安装方式,如螺纹或法兰安装。
安装时应确保测量端与被测介质充分接触,且不受拉力或压力影响。
2.接线方式:按照接线盒上的标示接好正负极,如有需要可加装屏蔽线以降低干扰。
接线时应确保接触良好,防止虚接导致测量误差。
3.校准方法:在使用前应进行校准,将热电偶置于标准温度计旁,调整测量系统的零点和量程,确保测量准确性。
4.注意事项:避免在高温或剧变的环境中使用,以免影响测量精度和热电偶寿命;定期检查接线和保护管状况,如有损坏应及时更换;在腐蚀性气体环境中使用时,应定期清洗保护管和接线盒内部,保持清洁干燥。
5.使用环境:保持测量现场的清洁干燥,避免灰尘、油污等杂质影响测量精度;在高温环境中使用时,应采取相应的隔热措施,防止热电偶过热损坏;在低温环境中使用时,应采取相应的保温措施,防止热电偶过冷失效。
热电偶注意什么热电偶是一种常见的温度测量装置,它利用热电效应的原理来测量物体的温度。
下面是关于热电偶注意事项的详细解答:1. 温度范围:热电偶的工作温度范围是非常重要的。
不同类型的热电偶具有不同的工作温度范围。
在选择热电偶时,需要根据具体的应用要求选择合适的型号,以确保能够在所需的温度范围内正常工作。
2. 受环境影响:热电偶的准确性和稳定性可能会受到环境的影响,如温度、气体、湿度等。
因此,在使用热电偶时,需要尽量避免将其接触到有害气体、湿度过高的环境中,以免影响其准确性。
3. 导线连接:热电偶的测量信号是通过导线传输的。
在选择热电偶时,需要注意其导线材料和连接方式。
合适的导线材料可以提高传输效率和减小测量误差。
此外,热电偶的连接方式也需要注意,确保连接牢固可靠,以避免信号丢失或干扰。
4. 环境保护:由于热电偶常用于工业生产环境中,因此需要考虑其在恶劣环境下的保护措施。
可以采用防水、防尘、防腐蚀等措施来保护热电偶,延长其使用寿命。
5. 安全使用:在使用热电偶时,需要注意安全操作。
热电偶常常处于高温环境中,因此在接触热电偶时需要戴上防热手套,以免烫伤。
此外,在连接和断开热电偶时,需要确保设备处于停机状态和断电状态,以避免电击等安全事故。
6. 校准和维护:热电偶的精度和准确性可能会随着使用时间的增加而下降。
为了保证测量结果的准确性,需要定期对热电偶进行校准和维护。
可以使用标准温度源对热电偶进行校准,同时还可以清洁和维护热电偶的外观,以确保其正常工作。
总结起来,使用热电偶需要注意温度范围、环境影响、导线连接、环境保护、安全使用以及校准和维护等方面。
只有充分注意这些问题,才能够保证热电偶的正确使用和准确测量温度。
热电偶测温实验报告热电偶测温实验报告引言:热电偶是一种常用的温度测量仪器,通过测量材料的温差产生电压信号,从而确定温度。
本次实验旨在探究热电偶测温的原理、应用以及实验过程中可能出现的误差和解决方法。
一、热电偶的原理热电偶的工作原理基于热电效应,即两种不同材料的接触处产生温度差时,会产生电势差。
热电偶由两种不同材料的导线组成,常见的有铜-常铁、铜-康铁、铜-镍等。
当热电偶的一端暴露在待测物体的温度下,另一端暴露在参比温度下,两端温度差会导致电势差的产生。
通过测量电势差,可以确定待测物体的温度。
二、热电偶的应用热电偶广泛应用于各个领域的温度测量中。
在工业生产中,热电偶被用于监测炉温、熔炼温度等高温环境下的温度变化。
在实验室中,热电偶被用于测量试验装置中的温度,以确保实验的准确性。
此外,热电偶还被应用于医疗、航空航天等领域,用于测量人体温度或者航天器件的工作温度。
三、实验过程1. 实验器材准备:热电偶、数字温度计、待测物体、冷却液等。
2. 实验步骤:a) 将热电偶的一端插入待测物体中,确保与物体接触良好。
b) 将热电偶的另一端连接到数字温度计上。
c) 打开数字温度计,记录显示的温度数值。
d) 若需要测量不同位置的温度,可移动热电偶的位置并记录相应的温度数值。
e) 在实验过程中,可以通过将热电偶的另一端浸入冷却液中,以校准温度计的准确性。
四、误差和解决方法在热电偶测温实验中,可能会出现以下误差:1. 环境温度变化引起的误差:热电偶的测温结果受到环境温度的影响,当环境温度发生变化时,可能会导致测量结果的偏差。
解决方法是在实验过程中保持环境温度的稳定,或者使用温度稳定的参比物体进行校准。
2. 热电偶接触不良引起的误差:热电偶的两端需要与待测物体和参比物体充分接触,否则会导致测量结果的不准确。
解决方法是确保热电偶与物体接触良好,可以使用导热胶固定热电偶,增加接触面积。
3. 线路电阻引起的误差:热电偶的测量信号需要通过导线传输,线路电阻会引起电压降,从而导致测量结果的偏差。
热电偶误差热电偶误差是指在温度测量中由于热电偶自身特性而产生的一种偏差。
温度测量系统由热电偶、温度表、放大器和记录仪组成。
热电偶是一种传感器,它可以把温度变化转换成温度,并将其外部变化成电信号,从而控制其他环节电器,如温度表、放大器和记录仪,以达到测量和控制温度的目的。
热电偶的误差是指在输出电压和温度之间的偏差,具体来说,它指的是热电偶在量程范围内所产生的温度测量误差。
热电偶误差的原因热电偶误差的原因有很多,其中一些可以分为热电偶本身的特性和系统的外部环境。
1.电偶的特性:热电偶的特性和质量直接影响温度测量的精度。
其中,比热电偶固有特性,比热电偶偏差和热电偶漂移率的误差都可以产生热电偶的误差。
此外,热电偶的质量也很重要,热电偶的质量越高,它的精度和性能也越好。
2.统外部环境:外部环境也是造成热电偶误差的原因之一,这些环境因素可以分为:电压误差、温度变化、电气干扰等。
热电偶误差的控制1.大量程范围:当热电偶量程范围大于测量温度范围时,温度测量的精度会有很大提高,扩大量程范围可以有效控制热电偶的误差。
2.免热电偶外部环境的影响:外部环境因素也会对热电偶的精度产生影响,所以应尽量避免电压、温度变化以及电磁干扰等因素的影响,这样可以降低热电偶的误差。
3. 使用高精度热电偶:高精度的热电偶可以提高热电偶的精度,使热电偶的误差小于标准规定的范围,从而保证温度测量的精度。
总结热电偶误差是温度测量中由于热电偶自身特性而产生的偏差。
热电偶误差的原因有很多,其中一些可以分为热电偶的特性和外部环境,如电压误差、温度变化、电气干扰等。
为了解决热电偶误差,可以采取扩大量程范围、避免热电偶外部环境的影响、使用高精度热电偶等措施。
这些措施可以有效提高温度测量的精度,以实现更精准的温度测量。
热电偶的正确使用及测量误差 东北大学 (沈阳110004)王魁汉 东大三建 (沈阳110004)王楠 东大三建 (沈阳110004)王柏忠
摘要:热电偶是一种最简单﹑最普通的温度传感器。在使用时不注意,也会引起较大测量误差。针对当前存在的问题,详细探讨影响测量误差的主要因素:热电偶插入深度﹑响应时间﹑热辐射及热阻抗等,指出热电偶丝不均质﹑铠装热电偶分流误差﹑K型热电偶的选择性氧化﹑K状态﹑使用气氛﹑绝缘电阻及热电偶劣化等在使用中应注意事项。对提高测量精度,延长热电偶寿命,有一定帮助。
关键词:响应时间; 热辐射; 分流误差; K状态; 热电偶劣化 1. 前言 在现有的测温系统中,最常用的温度传感器—热电偶,因其结构简单,往往被误认为“热电偶两根线,接上就完事”,其实并非如此。热电偶的结构虽然简单,但在使用中仍然会出现各种问题。例如:安装或使用方法不当,将会引起较大的测量误差,甚至检定合格的热电偶也会因操作不当,在使用时不合格,在渗碳等还原性气氛中,如果不注意,K型热电偶也会因选择性氧化而超差。
为了提高测量精度,减少测量误差,延长热电偶使用寿命,要求使用者不仅应具备仪表方面的操作技能,而且还应具有物理、化学及材料等多方面知识。作者根据多年实践,并参阅有关资料较详细地介绍热电偶的正确使用及测量误差。
2.测量误差的主要影响因素 1)插入深度的影响 测温点的选择。热电偶的安装位置,即测温点的选择是最重要的。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。 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)。对于工程测温,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。 响应时间的影响
接触法测温的基本原理是测温元件要与被测对象达到热平衡。因此,在测温时需要保持一定时间,才能使两者达到热平衡。而保持时间的长短,同测温元件的热响应时间有关。而热响应时间主要取决于传感器的结构及测量条件,差别极大。对于气体介质,尤其是静止气体,至少应保持30min以上才能达到平衡;对于液体而言,最快也要在5min以上。
对于温度不断变化的被测场所,尤其是瞬间变化过程,全过程仅1秒钟,则要求传感器的响应时间在毫秒级。因此,普通的温度传感器不仅跟不上被测对象的温度变化速度出现滞后,而且也会因达不到热平衡而产生测量误差。最好选择响应快的传感器。对热电偶而言除保护管影响外,热电偶的测量端直径也是其主要因素,即偶丝越细,测量端直径越小,其热响应时间越短。测温元件热响应误差可通过下式确定[1]。
Δθ=Δθ0exp(-t/τ)(2—1) 式中 t—测量时间S, Δθ—在 t时刻,测温元件引起的误差,K或℃ Δθ0—“t=0” 时刻,测温元件引起的误差,K或℃ τ—时间常数S e —— 自然对数的底(2.718) 因此,当t=τ时,则Δθ=Δθ0/e即为0.368, 如果当t=2τ时,则Δθ=Δθ0/e2即为0.135。 当被测对象的温度,以一定的速度α(k/s或℃/s)上升或下降时,经过足够的时间后,所产生的响应误差可用下式表示:
Δθ∞=-ατ(2—2) 式中Δθ∞—经过足够时间后,测温元件引起的误差。 由式(2—2)可以看出,响应误差与时间常数(τ)成正比,表1,2给出装配式与铠装式热电偶响应时间的实验结果,可供参考[1]。为了提高检定效率许多企业采用自动检定装置,对入厂热电偶进行检定,但是,该装置也并非十分完善。二汽变速箱厂热处理车间就发现如果在400℃点的恒温时间不够,达不到热平衡,就容易发生误判。
表1K型热电偶响应时间
热电偶丝直径(mm) 保护管 响应时间 (τ) 温度变化范围 (°C) 外部条件 材质 规格(mm)
3.2 SUS304 外径22 6 分55 秒 常温 → 600 燃气炉中 内径16 2 分52 秒 600 → 常温 静止冷水
1.6 SUS304 外径15 3 分32 秒 常温 → 600 燃气炉中 内径11 40 秒 1000 → 常温 静止冷水
1.0 SUS304 外径12 1 分14 秒 常温 → 950 燃气炉中 内径8 2 分28 秒 950 → 常温 自然空冷
3.2 只有绝缘管无外保护管 49 秒 常温 → 950 燃气炉中 1 分32 秒 900 → 常温 自然空冷
1.6 只有绝缘管无外保护管 27 秒 常温 → 900 燃气炉中 52 秒 900 → 常温 自然空冷
表2铠装热电偶响应时间 铠装热电偶外径 (mm) 响应时间(τ) 温度变化范围 (℃) 外部条件 接壳型 绝缘型
0.25 0.007秒 0.012秒 常温→100 沸腾水中 0.5 0.027秒 0.031秒 常温→100 沸腾水中 0.03秒 0.05秒 常温→100 沸腾水中
1.0 0.077秒 0.117秒 常温→100 沸腾水中 0.7秒 0.12秒 常温→100 沸腾水中
1.6 0.15秒 0.2秒 0→100 沸腾水中 0.18秒 0.26秒 常温→100 沸腾水中 2.3 0.26秒 0.41秒 常温→100 沸腾水中
3.2 0.4秒 0.5秒 0→100 沸腾水中 0.46秒 0.9秒 常温→100 沸腾水中
4.8 0.73秒 1.2秒 0→100 沸腾水中 1.6秒 2.4秒 常温→100 沸腾水中
6.4 1.2秒 2.4秒 0→100 沸腾水中 2.2秒 3.7秒 常温→100 沸腾水中
8.0 2.1秒 3.9秒 0→100 沸腾水中 4.0秒 5.8秒 常温→100 沸腾水中
热辐射的影响 插入炉内用于测温的热电偶,将被高温物体发出的热辐射加热。假定炉内气体是透明的,而且,热电偶与炉壁的温差较大时,将因能量交换而产生测温误差。
在单位时间内,两者交换的辐射能为P,可用下式表示: P=σε(Tw4 - Tt4 )(2—3) 式中σ—斯忒藩—波尔兹常数 ε—发射率 Tt—热电偶的温度 , K Tw—炉壁的温度 ,K 在单位时间内,热电偶同周围的气体(温度为T),通过对流及热传导也将发生热量交换的能量为P′ P′=αA(T-Tt)(2—4) 式中 α—热导率 A— 热电偶的表面积 在正常状态下,P= P′,其误差为: Tt-T=σε(Tt4-Tw4)/αА(2—5) 对于单位面积而言其误差为 Tt-T=σε(Tt4-Tw4)/α(2—6) 因此,为了减少热辐射误差,应增大热传导,并使炉壁温度Tw ,尽可能接近热电偶的温度Tt。另外,在安装时还应注意:
热电偶安装位置,应尽可能避开从固体发出的热辐射,使其不能辐射到热电偶表面; 热电偶最好带有热辐射遮蔽套。 热阻抗增加的影响
在高温下使用的热电偶,如果被测介质为气态,那么保护管表面沉积的灰尘等将烧熔在表面上,使保护管的热阻抗增大;如果被测介质是熔体,在使用过程中将有炉渣沉积,不仅增加了热电偶的响应时间,而且还使指示温度偏低。因此,除了定期检定外,为了减少误差,经常抽检也是必要的。例如,进口铜熔炼炉,不仅安装有连续测温热电偶,还配备消耗型热电偶测温装置,用于及时校准连续测温用热电偶的准确度。
3.热电偶测温应注意的事项 3.1 热电偶丝不均质影响 热电偶材质本身不均质 热电偶在计量室检定时,按规程要求,插入检定炉内的深度只有300mm。因此每支热电偶的检定结果,确切的说只能体现或主要体现出从测量端开始300mm长偶丝的热电行为,然而,当热电偶的长度较长时,则大部分偶丝处于高温区,如果热电偶丝是均质的,那么依据均质回路定则,测量结果与长度无关。然而,热电偶丝并非均质,尤其是廉金属热电偶丝其均质性较差,又处于具有温度梯度的场合,那么其局部将产生热电动势,该电动势称为寄生电势。由寄生电势引起的误差称为不均质误差。
在现有的贵金属、廉金属热电偶检定规程中,对热电偶的不均质尚未作出规定,只有在热电偶丝材标准中,对热电偶丝的不均匀性有一定要求。对廉金属热电偶采用首尾检定法求出不均匀热电动势。正规热电偶丝材生产厂,均按国家标准要求,生产出不均匀热电动势符合要求的产品。
热电偶丝经使用后产生的不均质 对于新制的热电偶,即使是不均匀热电动势能满足要求,但是,反复加工、弯曲致使热电偶产生加工畸变,也将失去均质性,而且使用中热电偶长期处于高温下也会因偶丝的劣化而引起热电动势变化,例如:插入工业炉中的热电偶,将沿偶丝长度方向发生劣化,并随温度增高,劣化增强,当劣化的部分处于具有温度梯度的场所,也将产生寄生电动势叠加在总热电动势中而出现测量误差。
作者在实践中发现有的热电偶经计量部门检定合格的产品(多为廉金属热电偶)到现场使用时却不合格。再返回到计量部门检定仍然合格,其中主要原因就是偶丝不均质引起的。生产热电偶的技术人员都切身体会到,热电偶的不合格率也随其长度的增加而增加。皆是受热电偶丝材不均质的影响。总之,由不均质即寄生电动势引起的误差,取决于热电偶丝自身的不均质程度及温度梯度的大小,对其定量极其困难。
3.2 铠装热电偶的分流误差 分流误差 瓦轴集团渗碳炉用铠装热电偶,仅使用一周就不准了。为探讨原因,作者曾到现场考察,但未发现异常,只好从炉子上取下来经计量室检定结果合格。那么问题何在呢?最后,根据该支热电偶的现场安装特点,经研究发现,上述问题是铠装热电偶的分流误差造成的。