工業(yè)生產(chǎn)中溫度是必不可少的控制因素，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的意義重大。為了實(shí)現(xiàn)精確化控制溫度，熱電偶測(cè)溫儀表應(yīng)用越來(lái)越廣泛。熱電偶溫度傳感器能夠直接與環(huán)境接觸，省去中間介質(zhì)的傳遞，溫度測(cè)量更精確，誤差更小。而且熱電偶結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造型可根據(jù)需求隨意變化，操作簡(jiǎn)單，性價(jià)比很高。但是，熱電偶的使用需要嚴(yán)格的操作規(guī)程，一旦使用不規(guī)范，或保養(yǎng)不到位，熱電偶就會(huì)產(chǎn)生溫量計(jì)量誤差，給工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)困擾。因此，對(duì)熱電偶的誤差來(lái)源進(jìn)行分析并尋找解決對(duì)策是十分必要的。

 

1 熱電偶工作原理

         熱電偶進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，利用塞貝克效應(yīng)（Seebeckeffect），將不同熱導(dǎo)體間的溫度差轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，再利用二次儀表轉(zhuǎn)化為我們直觀看到的溫度顯示值。當(dāng)溫度差越大時(shí)，不同導(dǎo)體間的電流就會(huì)越強(qiáng)，產(chǎn)生的電信號(hào)也越強(qiáng)，兩者成正相關(guān)。強(qiáng)溫差使得強(qiáng)電流產(chǎn)生強(qiáng)大的電信號(hào)，從而在儀表上可以看到由強(qiáng)溫差轉(zhuǎn)化而來(lái)的測(cè)溫值。熱電偶具有準(zhǔn)確度高，靈敏性高，測(cè)溫響應(yīng)時(shí)間短，并可以直接接觸待測(cè)物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，熱電信號(hào)可以遠(yuǎn)距離發(fā)送，為工業(yè)自動(dòng)化控制的實(shí)現(xiàn)提供助力。但是，熱電偶隨著使用頻率的增多，精確度會(huì)逐漸下降，需要不斷進(jìn)行誤差來(lái)源追溯，加強(qiáng)維護(hù)、保養(yǎng)和校正，才能將超差有效的避免，提高熱電偶的測(cè)溫質(zhì)量和精確度。

 

2 熱電偶溫度計(jì)量的常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 熱電偶安裝不合理引起的問(wèn)題

熱電偶在對(duì)待測(cè)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，位置的選擇十分的重要，對(duì)其精確度影響較大。一旦位置安裝不對(duì)，插入深度不達(dá)使用標(biāo)準(zhǔn)，熱電偶工作誤差就會(huì)隨之增大。而且由于沒(méi)同物質(zhì)的導(dǎo)熱性能不同，應(yīng)用熱電偶時(shí)，要對(duì)插入深度進(jìn)行校正與調(diào)整，并反得試驗(yàn)來(lái)確度深度，否則誤差控制很難到位。

 

2.2 熱輻射以及導(dǎo)熱問(wèn)題

熱輻射范圍較大，會(huì)對(duì)正在測(cè)量的熱電偶測(cè)量端產(chǎn)生輻射熱影響，成為測(cè)量誤差的來(lái)源之一。而導(dǎo)熱誤差則是熱電偶本身構(gòu)造所形成的，其導(dǎo)體導(dǎo)熱隨著長(zhǎng)度的變化會(huì)出現(xiàn)溫度差，使得溫度指示值出現(xiàn)偏差。

 

2.3 熱電偶動(dòng)態(tài)響應(yīng)問(wèn)題

熱電偶的動(dòng)態(tài)響應(yīng)問(wèn)題是指熱電偶進(jìn)入待測(cè)物質(zhì)后，其指示值響應(yīng)時(shí)間超出了標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)時(shí)間。熱電偶是插入式測(cè)溫，需要測(cè)量端與待測(cè)物溫度無(wú)偏差，才能進(jìn)行電信號(hào)的轉(zhuǎn)化。因此，這種響應(yīng)時(shí)間的快速直接影響著其靈敏度。這種靈敏度受構(gòu)造和使用環(huán)境溫度條件所影響。靜止測(cè)量時(shí)，熱電偶靈敏度高，準(zhǔn)確度高。而當(dāng)待測(cè)物質(zhì)溫度是動(dòng)態(tài)變化狀態(tài)時(shí)，熱電偶或無(wú)法與這種變化保持同步，就會(huì)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差，使每一時(shí)刻的測(cè)量值出現(xiàn)偏差。

 

2.4 測(cè)量系統(tǒng)漏電引起的問(wèn)題

熱電偶結(jié)構(gòu)存在缺陷，如絕緣層老化開(kāi)裂而漏電，溫度差形成的熱電流損失，熱電勢(shì)受影響，導(dǎo)致測(cè)量端出示的溫度值與實(shí)際溫度存在溫差誤差，甚至出現(xiàn)測(cè)量值無(wú)法顯示的故障。

 

3 熱電偶溫度計(jì)量常見(jiàn)問(wèn)題的處理措施

3.1 合理選擇測(cè)溫點(diǎn)與插入深度

熱電偶測(cè)溫，位置和深選擇至關(guān)重要。為保證測(cè)量準(zhǔn)確，要對(duì)待測(cè)環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析總結(jié)，尋找最佳的檢測(cè)點(diǎn)來(lái)消除測(cè)溫誤差，從而達(dá)到溫度監(jiān)測(cè)和控制的作用。對(duì)于最佳的插入深度，要從熱電偶本身結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和保護(hù)材質(zhì)、密封性等方面綜合考慮，進(jìn)行深度檢測(cè)實(shí)線并總結(jié)數(shù)據(jù)變化規(guī)律，利用其它工具對(duì)其進(jìn)行分析，從而將最佳深度數(shù)據(jù)確定下來(lái)。對(duì)于測(cè)量環(huán)境的不同，熱電偶插入深度確定同樣需要實(shí)驗(yàn)確定，才能有效避免測(cè)溫誤差超差問(wèn)題的出現(xiàn)。

 

3.2 熱輻射及導(dǎo)熱問(wèn)題的修正

熱輻射誤差修正方法如下：一是通過(guò)對(duì)流形式來(lái)降低輻射熱；二是通過(guò)隔離措施控別熱交換。導(dǎo)熱誤差的修正于是五殺基本雷同，可以加強(qiáng)對(duì)流或者采取措施降低導(dǎo)熱的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

 

3.3 熱電偶動(dòng)態(tài)響應(yīng)問(wèn)題的修正

熱電偶動(dòng)態(tài)響應(yīng)強(qiáng)弱是其靈敏性的表現(xiàn)。提高靈敏性，才能加快熱響應(yīng)速度�？梢詮募涌鞜醾鞲许憫�(yīng)速度和調(diào)小滯后時(shí)間兩方面來(lái)校正。研究結(jié)果表明，熱電偶熱響應(yīng)越快，其接點(diǎn)體積越細(xì)小，接觸面越大。因此，進(jìn)行校正時(shí)，可以改變檢測(cè)端外形，使熱電偶接點(diǎn)體積精細(xì)化，還要與待測(cè)液的接觸面積增大，從而縮小熱電偶的熱響應(yīng)滯后時(shí)間。此外，采用導(dǎo)熱性能強(qiáng)，熱響應(yīng)快的材質(zhì)作熱電偶傳感器，將動(dòng)態(tài)響應(yīng)誤差降至安全標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，才能將熱電偶的最佳性能發(fā)揮出來(lái)。

 

3.4 測(cè)量系統(tǒng)漏電問(wèn)題的修正

熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)有電流變，絕緣層容易老化，必須定期維護(hù)、檢查和保養(yǎng)，才能避免漏電誤差。此外，還可增大熱電偶直徑，加厚保護(hù)層等方法來(lái)避免誤差超差。

 

4 熱電偶使用中的注意事項(xiàng)

1）從實(shí)際測(cè)溫環(huán)境出發(fā)，科學(xué)選擇熱電偶類型和保護(hù)層材質(zhì)。

2）合理選用冷端補(bǔ)償器。

3）插入深度經(jīng)確定不要隨意更改，與被測(cè)物質(zhì)接觸距離在10cm以內(nèi)，保證插入部位為中央部位。

4）熱電偶的使用環(huán)境要均衡，避免忽冷忽熱損傷防瓷骨保護(hù)管。

5）設(shè)有保護(hù)裝置的熱電偶必須帶保護(hù)裝置進(jìn)行作業(yè)。

6）熱電偶保護(hù)裝置要及時(shí)保養(yǎng)維護(hù)，發(fā)現(xiàn)變薄、開(kāi)焊、腐蝕等情況立即更換。

7）熱電偶接線要按照?qǐng)D紙進(jìn)行，特別需要注意的是補(bǔ)償導(dǎo)線的正、負(fù)極。

8）特別注意保護(hù)補(bǔ)償導(dǎo)線，防刮傷、折斷和電磁干擾等。

 

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