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技術(shù)文章

WRNN2-436高溫耐磨熱電偶測量誤差及其注意事項

閱讀:1221          發(fā)布時間:2023-5-23

WRNN2-436高溫耐磨熱電偶是一種簡單﹑普通的溫度傳感器。可是如果在使用中不注意,也會引起較大測量誤差。針對當(dāng)前存在的問題,詳細(xì)探討影響測量誤差的主要因素:熱電偶插入深度﹑響應(yīng)時間﹑熱輻射及熱阻抗等,指出熱電偶絲不均質(zhì)﹑鎧裝熱電偶分流誤差﹑K型熱電偶的選擇性氧化﹑K狀態(tài)﹑使用氣氛﹑絕緣電阻及熱電偶劣化等在使用中應(yīng)注意事項。對提高測量精度,延長熱電偶壽命,有一定幫助。

 

在現(xiàn)有的測溫系統(tǒng)中,常用的溫度傳感器耐磨熱電偶,因其結(jié)構(gòu)簡單,往往被誤認(rèn)為“熱電偶兩根線,接上就完事",其實并非如此。 熱電偶的結(jié)構(gòu)雖然簡單,但在使用中仍然會出現(xiàn)各種問題。例如:安裝或使用方法不當(dāng),將會引起較大的測量誤差,甚至合格的熱電偶也會因操作不當(dāng),在使用時不合格,在滲碳等還原性氣氛中,如果不注意,K型熱電偶也會因選擇性氧化而差。

 

為了提高測量精度,減少測量誤差,延長熱電偶使用壽命,上海自動化儀表三廠要求使用者不僅應(yīng)具備儀表方面的操作技能,而且還應(yīng)具有物理、化學(xué)及材料等多方面知識。作者根據(jù)多年實踐,并參閱上海自動化儀表股份有限公司有關(guān)資料較詳細(xì)地介紹熱電偶的測量誤差及其注意事項。

 

2.測量誤差的主要影響因素

1.插入深度的影響

(1)測溫點的選擇

熱電偶的安裝位置,即測溫點的選擇是重要的。測溫點的位置,對于生產(chǎn)工藝過程而言,一定要具有典型性、代表性,否則將失去測量與控制的意義。

(2)插入深度

熱電偶插入被測場時,沿著傳感器的長度方向?qū)a(chǎn)生熱流。當(dāng)環(huán)境溫度低時就會有熱損失。致使熱電偶與被測對象的溫度不一致而產(chǎn)生測溫誤差。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)。對于工程測溫,其插入深度還與測量對象是靜止或流動等狀態(tài)有關(guān),如流動的液體或高速氣流溫度的測量,將不受上述限制,插入深度可以淺一些,具體數(shù)值應(yīng)由實驗確定。

 

2.響應(yīng)時間的影響

接觸法測溫的基本原理是測溫元件要與被測對象達(dá)到熱平衡。因此,在測溫時需要保持一定時間,才能使兩者達(dá)到熱平衡。而保持時間的長短,同測溫元件的熱響應(yīng)時間有關(guān)。而熱響應(yīng)時間主要取決于傳感器的結(jié)構(gòu)及測量條件,差別極大。對于氣體介質(zhì),尤其是靜止氣體,至少應(yīng)保持30min以上才能達(dá)到平衡;對于液體而言,快也要在5min以上。

對于溫度不斷變化的被測場,尤其是瞬間變化過程,全過程僅1秒鐘,則要求傳感器的響應(yīng)時間在毫秒級。因此,普通的溫度傳感器不僅跟不上被測對象的溫度變化速度出現(xiàn)滯后,而且也會因達(dá)不到熱平衡而產(chǎn)生測量誤差。好選擇響應(yīng)快的傳感器。對熱電偶而言除保護(hù)管影響外,熱電偶的測量端直徑也是其主要因素,即偶絲越細(xì),測量端直徑越小,其熱響應(yīng)時間越短。測溫元件熱響應(yīng)誤差可通過下式確定 。


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