E型熱電偶在參考端溫度不同時(shí)測(cè)量的結(jié)果

摘要：本文通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)E型熱電偶測(cè)溫過程中，在參考端溫度為0℃狀態(tài)下測(cè)量和在參考端為常溫下的測(cè)量而后修正這兩種情況，所得數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析和比較該結(jié)果,對(duì)生產(chǎn)及工程中的溫度測(cè)量有參考價(jià)值。
1引言
　　在工業(yè)生產(chǎn)和試驗(yàn)研究的控溫測(cè)溫條件下,常常用各類熱電偶作為傳感器,將系統(tǒng)中的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào),這種測(cè)溫方式可進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳遞測(cè)量,也可集中控制,所以越來越得到廣泛的使用.
　　熱電偶在測(cè)溫過程中,其性能和使用方法造成的影響將給測(cè)溫帶來一定的誤差,其中包括參考端溫度的影響在熱電偶的分度表和根據(jù)分度表刻度的溫度顯示儀表中,都是以熱電偶參考端溫度等于0℃為條件的,如果參考端溫度t不為0℃,盡管被測(cè)溫度t恒定不變，熱電勢(shì)EAB(t,tN)也將隨著參考端溫度tn的變化而變化[EAB(t,tN)=EAB(t,t0)-EAB(tN,t0)]這時(shí),要測(cè)出實(shí)際溫度,就必須采取修正或補(bǔ)償?shù)却胧┩ǔＴ诠こ虦y(cè)量中,要使參考端溫度保持0℃比較麻煩,一般都是處于室溫或波動(dòng)溫區(qū)測(cè)量,然后測(cè)出參考端溫度,查表取得對(duì)應(yīng)熱電勢(shì)值,與測(cè)量值相加,得到實(shí)際溫度的電勢(shì)值但這樣得出的數(shù)值是否與參考端溫度為零時(shí)獲得的數(shù)據(jù)有差異及區(qū)別?用E型壓簧式熱電偶進(jìn)行了比較實(shí)驗(yàn).
2參考端溫度在0℃和在常溫下的測(cè)量過程及比較
　　在試驗(yàn)過程中所使用的電測(cè)儀器為6位數(shù)字萬用表,控溫設(shè)備為二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)油浴整套實(shí)驗(yàn)裝置的測(cè)量精度及控溫穩(wěn)定性均滿足實(shí)驗(yàn)要求,并且均在檢定周期內(nèi).
　　試驗(yàn)用熱電偶為E型(鎳鉻-銅鎳合金)壓簧式熱電偶,共用7支,所選溫度為100℃,200℃,250℃,在熱電偶分度表中查出這三個(gè)溫度點(diǎn)對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)熱電勢(shì)為:6319mV,1342lmV,17181mV.實(shí)驗(yàn)在環(huán)境一致的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行.
　　首先,將七支熱電偶的測(cè)量端分別置于標(biāo)準(zhǔn)油浴中,其參考端處于常溫狀態(tài)下,將溫度分別控制在100±0.1℃,200±0.1℃,250±0.1℃下進(jìn)行測(cè)量,同時(shí),將另一標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)放于熱電偶參考端處,分別測(cè)出其參考端溫度,根據(jù)公式:實(shí)驗(yàn)電勢(shì)值=測(cè)量值+參考端溫度修正值,分別修正后得出一組電勢(shì)值然后將參考端置于0℃狀態(tài)下，分別在三個(gè)溫度點(diǎn)上測(cè)量得出一組電勢(shì)值.
　　在兩組數(shù)據(jù)中,剔除一支熱電偶由于粗大誤差造成的示值異常,將各組數(shù)據(jù)整理后,列表1~3如下:
 
　　由于在100℃時(shí)標(biāo)準(zhǔn)熱電勢(shì)為6319mV,200℃時(shí)標(biāo)準(zhǔn)熱電勢(shì)為13421mV,250℃時(shí)標(biāo)準(zhǔn)熱電勢(shì)為17.181mV,下表列出兩種情況下各支勢(shì)電偶與標(biāo)準(zhǔn)熱電勢(shì)的偏差值:
 
3結(jié)果及誤差分析
　　從實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)上可以證實(shí):熱電偶測(cè)溫過程中，在相同實(shí)驗(yàn)條件下，在參考端溫度為0℃狀態(tài)下測(cè)量和在參考端為常溫下測(cè)量而后修正這兩種情況下所得的結(jié)果有一定的差異同時(shí),參考端溫度為0℃的測(cè)量結(jié)果,其正確率優(yōu)于其它狀態(tài)下的測(cè)量結(jié)果.
　　在參考端溫度不為零狀態(tài)下,所測(cè)量的數(shù)值其誤差增大的原因主要有以下幾點(diǎn):
1參考端溫度測(cè)量的正確性對(duì)結(jié)果的影響
　　由于在實(shí)驗(yàn)過程中,參考端所放置的溫度計(jì)的精度及人員讀數(shù)的正確性很可能直接影響到測(cè)量的正確性同時(shí),參考端溫度直接受到周圍環(huán)境的影響,不能保持在一個(gè)恒定的溫度下，而是一直波動(dòng)的,從而造成其誤差增大.
2參考端傳熱誤差對(duì)結(jié)果的影響
　　熱電偶除了與被測(cè)氣流進(jìn)行熱交換外,還與周圍環(huán)境進(jìn)行熱交換,當(dāng)參考端與環(huán)境的傳熱使其熱交換處于不平衡狀態(tài)時(shí),所測(cè)得的參考端溫度與實(shí)際溫度不相同造成誤差從表r~表3中可以看出，隨著溫度的升高,環(huán)境發(fā)生變化,其熱輻射不同程度地影響到測(cè)量端溫度的正確性,從而影響測(cè)量值.
3熱電偶E-t關(guān)系的誤差
　　當(dāng)參考端不為零時(shí),需用相應(yīng)的分度表進(jìn)行修正,由于分度表是由許多同類熱電偶平均E-t特性制成的,所以就產(chǎn)生了分度表與熱電偶實(shí)際E-t關(guān)系不一-致帶來的誤差.