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					安徽東霖自動(dòng)化儀表成套有限公司>>技術(shù)文章>>WRN-230熱電偶的測量誤差分析大揭秘
            
			
            
			
		
            
		
            
            
            




	    		
            
	    			
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             WRN-230熱電偶的測量誤差分析大揭秘
            
					
            
						閱讀：418        發(fā)布時(shí)間：2017-9-13
					
            
					
            
						   
            WRN-230熱電偶是一種簡單﹑普通的溫度傳感器?？墒侨绻谑褂弥胁蛔⒁猓矔?huì)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(shí)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(xiàng)。對提高測量精度，延長熱電偶?jí)勖幸欢◣椭?
            WRN-230熱電偶在現(xiàn)有的測溫系統(tǒng)中，常用的溫度傳感器—熱電偶，因其結(jié)構(gòu)簡單，往往被誤認(rèn)為“熱電偶兩根線，接上完事”，其實(shí)并非如此。 熱電偶的結(jié)構(gòu)雖然簡單，但在使用中仍然會(huì)出現(xiàn)各種問題。例如：安裝或使用方法不當(dāng)，將會(huì)引起較大的測量誤差，甚至檢定合格的熱電偶也會(huì)因操作不當(dāng)，在使用時(shí)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(huì)因選擇性氧化而超差。       
            為了提高測量精度，減少測量誤差，延長熱電偶使用壽命，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(shí)。作者根據(jù)多年實(shí)踐，并參閱有關(guān)資料較詳細(xì)地介紹熱電偶的測量誤差及其注意事項(xiàng)。         
            1、熱電偶絲不均質(zhì)影響         
            a、熱電偶材質(zhì)本身不均質(zhì)         
            熱電偶在計(jì)量室檢定時(shí)，按規(guī)程要求，插入檢定爐內(nèi)的深度只有300mm。因此每支熱電偶的檢定結(jié)果，確切的說只能體現(xiàn)或主要體現(xiàn)出從測量端開始300mm長偶絲的熱電行為，然而，當(dāng)熱電偶的長度較長時(shí)，則大部分偶絲處于高溫區(qū)，如果熱電偶絲是均質(zhì)的，那么依據(jù)均質(zhì)回路定則，測量結(jié)果與長度無關(guān)。然而，熱電偶絲并非均質(zhì)，尤其是廉金屬熱電偶絲其均質(zhì)性較差，又處于具有溫度梯度的場合，那么其局部將產(chǎn)生熱電動(dòng)勢，該電動(dòng)勢稱為寄生電勢。由寄生電勢引起的誤差稱為不均質(zhì)誤差。       
            在現(xiàn)有的貴金屬、廉金屬熱電偶檢定規(guī)程中，對熱電偶的不均質(zhì)尚未作出規(guī)定，只有在熱電偶絲材標(biāo)準(zhǔn)中，對熱電偶絲的不均勻性有一定要求。對廉金屬熱電偶采用首尾檢定法求出不均勻熱電動(dòng)勢。正規(guī)熱電偶絲材生產(chǎn)廠，均按國家標(biāo)準(zhǔn)要求，生產(chǎn)出不均勻熱電動(dòng)勢符合要求的產(chǎn)品。         
            b、熱電偶絲經(jīng)使用后產(chǎn)生的不均質(zhì)        
            對于新制的熱電偶，即使是不均勻熱電動(dòng)勢能滿足要求，但是，反復(fù)加工、彎曲致使熱電偶產(chǎn)生加工畸變，也將失去均質(zhì)性，而且使用中熱電偶長期處于高溫下也會(huì)因偶絲的劣化而引起熱電動(dòng)勢變化，例如：插入工業(yè)爐中的熱電偶，將沿偶絲長度方向發(fā)生劣化，并隨溫度增高，劣化增強(qiáng)，當(dāng)劣化的部分處于具有溫度梯度的場所，也將產(chǎn)生寄生電動(dòng)勢疊加在總熱電動(dòng)勢中而出現(xiàn)測量誤差。        
            在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)有的熱電偶經(jīng)計(jì)量部門檢定合格的產(chǎn)品（多為廉金屬熱電偶）到現(xiàn)場使用時(shí)卻不合格。再返回到計(jì)量部門檢定仍然合格，其中主要原因是偶絲不均質(zhì)引起的。生產(chǎn)熱電偶的技術(shù)人員都切身體會(huì)到，熱電偶的不合格率也隨其長度的增加而增加。皆是受熱電偶絲材不均質(zhì)的影響。總之，由不均質(zhì)即寄生電動(dòng)勢引起的誤差，取決于熱電偶絲自身的不均質(zhì)程度及溫度梯度的大小，對其定量極其困難。   
            2、鎧裝熱電偶的分流誤差
            a、分流誤差        
            瓦軸集團(tuán)滲碳爐用鎧裝熱電偶，僅使用一周不準(zhǔn)了。為探討原因，作者曾到現(xiàn)場考察，但未發(fā)現(xiàn)異常，只好從爐子上取下來經(jīng)計(jì)量室檢定結(jié)果合格。那么問題何在呢？后，根據(jù)該支熱電偶的現(xiàn)場安裝特點(diǎn)，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，上述問題是鎧裝熱電偶的分流誤差造成的。        
            所謂分流誤差即用鎧裝熱電偶測量爐溫時(shí)，當(dāng)熱電偶中間部位有超過800°C的溫度分布存在時(shí),因其絕緣電阻下降，熱電偶示值出現(xiàn)異常的現(xiàn)象，稱為分流誤差。依據(jù)均質(zhì)回路定則，用熱電偶測溫只與測量端與參考端兩端溫度有關(guān)，與中間溫度分布無關(guān)。可是由于鎧裝熱電偶的絕緣物是粉末狀MgO，溫度每升高100°C，其絕緣電阻下降一個(gè)數(shù)量級(jí)，當(dāng)中間部位溫度較高時(shí)，必定有漏電流產(chǎn)生，致使在熱電偶輸出電勢中有分流誤差出現(xiàn)。      
            b、分流誤差產(chǎn)生的條件       
            將鎧裝熱電偶水平插入爐內(nèi)，其規(guī)格及實(shí)驗(yàn)條件為：直徑ф4.8mm,長度為25m,中間部位加熱帶的長度為20m，溫度為1000℃。本次實(shí)驗(yàn)中，熱電偶的測量端與中間部位的溫差為200℃。如果測量端溫度高于中間部位，則產(chǎn)生負(fù)誤差；相反，則產(chǎn)生正誤差。如果兩者的溫差為200℃，那么，分流誤差約為100℃。這是不能忽視的，分流誤差的產(chǎn)生條件與鎧裝熱電偶種類和直徑等因素有關(guān)。
            WRN-230熱電偶分度號(hào)
            熱電偶分度號(hào)
            熱電極材料

            　　
            正極
            負(fù)極
            S
            鉑銠 10
            純鉑
            R
            鉑銠 13
            純鉑
            B
            鉑銠 30
            鉑銠 6
            K
            鎳鉻
            鎳硅
            T
            純銅
            銅鎳
            J
            鐵
            銅鎳
            N
            鎳鉻硅
            鎳硅
            E
            鎳鉻
            銅鎳
            WRN-230熱電偶
            
					
            
                    					
            
						
						
					
            
				
            
			
            	   
      
            
      





            
    

            

    
            
        
            
            
            
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