影響熱電偶測(cè)溫儀表正確性的因素

[摘要]溫度是工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝參數(shù)，人們常常把溫度測(cè)量比喻成工業(yè)生產(chǎn)的脈搏，是因?yàn)樗粌H關(guān)系到產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益，還關(guān)系到生產(chǎn)的安全。所以全面了解和掌握影響熱電偶測(cè)溫儀表正確性的各種因素是非常重要的。分析了影響測(cè)溫僅表測(cè)量正確性的因素。
1影響熱電偶溫度測(cè)儀表正確性的因素
1.1測(cè)溫點(diǎn)的選擇
　　熱電偶的安裝位置，即測(cè)溫點(diǎn)的選擇是非常重要的，測(cè)溫點(diǎn)的位置，對(duì)于生產(chǎn)工藝過(guò)程而言，一定要具有典型性、代表性，否則將失去測(cè)量與控制的意義:測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾源或加熱設(shè)備距離過(guò)近之處，避不開(kāi)時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的措施。
1.2插入深度
　　熱電偶插入被測(cè)場(chǎng)所時(shí)，沿著傳感器的長(zhǎng)度方向?qū)a(chǎn)生熱流。當(dāng)環(huán)境溫度低時(shí)就會(huì)有熱損失，致使熱電偶與被測(cè)對(duì)象的溫度不一致而產(chǎn)生測(cè)溫誤差。總之，由熱傳導(dǎo)而引起的誤差，與插入深度有關(guān),而插入深度又與保護(hù)管材質(zhì)有關(guān)。金屬保護(hù)管因其導(dǎo)熱性能好，其插入深度應(yīng)該深一些(約為直徑的15--20 倍);陶瓷材料絕熱性能好，可插入淺一些(約為直徑的10-15倍).對(duì)于生產(chǎn)工藝測(cè)溫，其插入深度還與測(cè)量對(duì)象是靜止或流動(dòng)等狀態(tài)有關(guān)，如流動(dòng)的液體或高速氣流溫度的測(cè)量，將不受上述限制，插入深度可以淺一些，具體數(shù)值應(yīng)由實(shí)驗(yàn)確定。熱電偶的保護(hù)套管與壁間的間隔未填絕熱物質(zhì)會(huì)使冷空氣侵入，因此熱電偶保護(hù)套管和壁孔之間的空隙用石棉繩等絕熱物質(zhì)堵塞以免冷空氣對(duì)流而影響測(cè)溫的正確性。
1.3絕緣變差引入的誤差
　　熱電偶絕緣不良，對(duì)熱電偶的測(cè)量有很大的影響，它歪曲被測(cè)的熱電勢(shì)，使顯示儀表失真，甚至不能正常工作，由絕緣變差引入的誤差是多方面的，例如，熱電極絕緣瓷管的絕緣電阻較差，使得熱電流旁路，造成測(cè)量誤差:保護(hù)管和接線柱有污垢或積灰太多致使熱電偶極間與爐壁間絕緣不良，不僅會(huì)引起熱電勢(shì)的損耗而且引入干擾。
1.4熱情性引入的誤差
　　由于熱電偶的熱惰性使二次儀表的指示值滯后于被測(cè)量溫度的變化，在進(jìn)行快速測(cè)量時(shí)這種影響較為突出，所以盡可能采用熱電極較細(xì)，保護(hù)管直徑較小的熱電偶，在測(cè)量環(huán)境允許的情況下，甚至可以將保護(hù)管去掉:高溫時(shí)，保護(hù)管上若有一層鋁渣附在上面，則熱電阻增加，也會(huì)造成測(cè)量誤差，定期檢查、清理保護(hù)管上面附著物。
1.5熱電偶的變質(zhì)引入的誤差
　　熱電偶使用-定時(shí)間后，熱電偶的熱電特性會(huì)發(fā)生某些變化，如果變化顯著,所測(cè)溫度將偏離真實(shí)值，產(chǎn)生測(cè)量誤差，從而降低測(cè)溫的正確性。熱電偶在使用當(dāng)中進(jìn)行定期檢查，根據(jù)熱電偶表面顏色情況來(lái)鑒別其損壞程度。如，鎳鉻鎳硅，熱電偶表面上有白色泡沫，說(shuō)明熱電偶的變質(zhì)程度是輕度,可根據(jù)具體情況進(jìn)行修理恢復(fù)。
1.6熱電偶檢準(zhǔn)、標(biāo)定時(shí)引入的誤差
　　由于熱電偶在實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)、標(biāo)定時(shí)，在實(shí)驗(yàn)室放置平衡時(shí)間不夠，量值傳遞、校準(zhǔn)人員的技術(shù)水平以及檢定系統(tǒng)維護(hù)不當(dāng)?shù)纫氲恼`差。為了避免檢定時(shí)引入的誤差，在檢定時(shí)嚴(yán)格按照檢定規(guī)程執(zhí)行:檢定人員必須是經(jīng)考核合格，并持有該項(xiàng)目經(jīng)有關(guān)計(jì)量行政部門頒發(fā)的檢定員證的人員檢定:為了保證量值傳遞的正確性，所使用的標(biāo)準(zhǔn)儀器，定期送往法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)或授權(quán)計(jì)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢定。定期維護(hù)計(jì)量檢定系統(tǒng)，由于使用頻繁，長(zhǎng)期使用后各通道切換開(kāi)關(guān)的接觸點(diǎn)容易產(chǎn)生污垢致接觸不良，造成通道寄生電勢(shì)起差，影響測(cè)量數(shù)據(jù)，所以使用一段時(shí)間后用無(wú)水酒精擦洗各通道切換開(kāi)關(guān)的接觸點(diǎn)。
2二次儀表影響測(cè)正確性的因素
2.1二次儀表量程與精度等級(jí)引入誤差
　　在正常的使用條件下，儀表測(cè)量結(jié)果的正確程度叫儀表的精度。引用誤差越小，儀表測(cè)量的精度就越高，而引用誤差與儀表的量程有關(guān)，在使用相同精度等級(jí)的儀表時(shí),量程不同時(shí)，測(cè)量結(jié)果也不同，為了減小測(cè)量誤差，在選擇測(cè)量?jī)x表時(shí)盡可能選用測(cè)量范圍較小的儀表。在測(cè)量當(dāng)中，被測(cè)量值越接近儀表的上限，測(cè)量結(jié)果的最大相對(duì)誤差就越小，測(cè)量值越是最接近真值，所以在選擇二次儀表的測(cè)量范圍時(shí)，二次儀表的測(cè)量數(shù)值盡量在滿刻度值的2/3以上。
2.2二次儀表在校準(zhǔn)、標(biāo)定時(shí)引入的誤差
　　二次儀表在校準(zhǔn)、標(biāo)定時(shí)，在實(shí)驗(yàn)室放置平衡時(shí)間不夠，量值傳遞、校準(zhǔn)人員的技術(shù)水平等引入的誤差。在檢定或校準(zhǔn)時(shí)嚴(yán)格按照相關(guān)檢定規(guī)程執(zhí)行:對(duì)所用的標(biāo)準(zhǔn)儀器必須定期送往法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)或授權(quán)計(jì)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢定:檢定人員須是經(jīng)考核合格，并持有該項(xiàng)目經(jīng)有關(guān)計(jì)量行政部門頒發(fā)的檢定員證的人員進(jìn)行檢定。
3補(bǔ)償不當(dāng)引入的誤差
　　由熱電偶的測(cè)溫原理可知，只有當(dāng)熱電偶的冷端溫度保持不變時(shí)，熱電勢(shì)才能與被測(cè)溫度成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。而在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，熱電偶安裝在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上，其冷端暴露于空氣中，受到周圍環(huán)境溫度的影響:同時(shí)熱電偶的冷端與熱端離得很近，冷端溫度難以保持恒定，因而會(huì)引起測(cè)量誤差。為了減小或消除由于熱電偶冷端溫度變化而產(chǎn)生的測(cè)量誤差，這時(shí)要測(cè)出實(shí)際溫度就必須采取冷端補(bǔ)償措施，補(bǔ)償方法有:熱電勢(shì)修正法、參考端溫度補(bǔ)償法、補(bǔ)償導(dǎo)線法、參考端溫度補(bǔ)償器，為了測(cè)量溫度，使用補(bǔ)償時(shí)應(yīng)注意，.補(bǔ)償導(dǎo)線的型號(hào)應(yīng)與熱電偶的型號(hào)相符，并使用在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，把補(bǔ)償導(dǎo)線的出線孔陳用石棉繩塞緊，然后蓋上接線盒蓋:參考端溫度補(bǔ)償器與熱電偶連接時(shí)極性不能接錯(cuò):補(bǔ)償器必須定期檢查和檢定.
4結(jié)論
　　通過(guò)文中分析可知，溫度測(cè)量的正確性受諸多因素的影響，如片面追求精度等級(jí)，沒(méi)有綜合考慮影響的其他因素，并不能有效保證測(cè)量結(jié)果達(dá)到要求，只有全面認(rèn)識(shí)影響測(cè)溫儀表正確性的各種因素，在實(shí)際使用當(dāng)中根據(jù)具體使用條件進(jìn)行分析，才能得到測(cè)量結(jié)果。同時(shí)不斷地加強(qiáng)和鉆研業(yè)務(wù)，并借以日益豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，保證測(cè)量值正確可靠。