热电偶测量误差及其注意事项

 测量误差的主要影响因素
1．1插入深度的影响
(1)测温点的选择
热电偶的安装位置，即测温点的选择是***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。
(2)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。
1．2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，***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。***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]。
1．3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)

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