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熱電偶在測量時出現誤差可能是什么原因引起的呢?

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熱電偶在測量時出現誤差可能是什么原因引起的呢?

發布日期:2018-09-05 作者:fengsheng-cn.com 點擊:

熱電偶在測量時出現誤差可能是什么原因引起的呢?


影響雙支鎧裝熱電偶測量誤差的主要因素:熱電偶插入深度﹑響應時間﹑熱輻射及熱阻抗等。接觸法測溫的基本原理是測溫元件要與被測對象達到熱平衡。因此,在測溫時需要保持一定時間,才能使兩者達到熱平衡。而保持時間的長短,同測溫元件的熱響應時間有關。而熱響應時間主要取決于傳感器的結構及測量條件,差別極大。對于氣體介質,尤其是靜止氣體,至少應保持30min以上才能達到平衡;

對于液體而言,最快也要在5min以上。 對于溫度不斷變化的被測場所,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滯后,而且也會因達不到熱平衡而產生測量誤差。最好選擇響應快的傳感器。對熱電偶而言除保護管影響外,熱電偶的測量端直徑也是其主要因素,即偶絲越細,測量端直徑越小,其熱響應時間越短。測溫元件熱響應誤差可通過下式確定。

Δθ=Δθ0exp(-t/τ)式中t—測量時間S,Δθ—在t時刻,測溫元件引起的誤差,K或℃,Δθ0—“t=0”時刻,測溫元件引起的誤差,K或℃,τ—時間常數S,e—自然對數的底2.718,因此,當t=τ時,則Δθ=Δθ0/e即為0.368,如果當t=2τ時,則Δθ=Δθ0/e2即為0.135。當被測對象的溫度,以一定的速度α(k/s或℃/s)上升或下降時,經過足夠的時間后,所產生的響應誤差可用下式表示:Δθ∞=-ατ式中Δθ∞—經過足夠時間后,測溫元件引起的誤差。

要滿足以上要求,在選擇對熱電偶和熱電阻的安裝部位和插入深度時要注意以下幾點:為了使熱電偶和熱電阻的測量端與被測介質之間有充分的熱交換,應合理選擇測點位置,盡量避免在閥門、彎頭及管道和設備的死角附近裝設熱電偶或熱電阻。帶有保護套管的熱電偶和熱電阻有傳熱和散熱損失,為了減少測量誤差,熱電偶和熱電阻應該有足夠的插入深度:對于測量管道中心流體溫度的熱電偶,一般都應將其測量端插入到管道中心處。

如被測流體的管道直徑是200毫米,那熱電偶或熱電阻插入深度應選擇100毫米;對于高溫高壓和高速流體的溫度測量,為了減小保護套對流體的阻力和防止保護套在流體作用下發生斷裂,可采取保護管淺插方式或采用熱套式熱電偶。淺插式的熱電偶保護套管,其插入主蒸汽管道的深度應不小于75mm;熱套式熱電偶的標準插入深度為100mm;假如需要測量是煙道內煙氣的溫度,盡管煙道直徑為4m,熱電偶或熱電阻插入深度1m即可。當測量原件插入深度超過1m時,應盡可能垂直安裝,或加裝支撐架和保護套管。

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