热电偶温度计量误差分析
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检定合格的热电偶在使用中不合格的原因热电偶是一种广泛应用于工业测温中的温度传感器。
它由两种不同的金属材料组成,通过温度差引发的电动势差来测量温度。
然而,在使用过程中,检定合格的热电偶可能因多种原因导致不合格。
下面将详细探讨几种常见的原因。
首先,热电偶的接线不良可能导致其不合格。
由于热电偶是通过测量两个不同金属之间的电压差来测量温度的,因此它的接线非常重要。
如果接线处出现松动、腐蚀或接触不良等问题,就会导致热电偶测温不准确或完全失效。
这可能会对生产过程中的温度控制产生严重影响。
其次,热电偶的保护套管损坏也可能导致其不合格。
保护套管是用来保护热电偶的关键部件,通常由耐高温和耐腐蚀的材料制成。
如果保护套管损坏,例如出现裂纹或腐蚀,就会暴露热电偶的金属部分,导致其受到外界影响,温度测量不准确。
此外,保护套管的损坏还可能导致热电偶在温度较高的环境中变得不可靠或失效。
第三,热电偶的接触不良也是导致其不合格的原因之一、热电偶通常需要与测量对象的表面接触才能准确测量温度。
如果热电偶与被测物体之间存在空隙或有其他障碍物干扰,就会导致温度测量不准确。
这种情况可能发生在热电偶的安装不当、与被测对象之间存在脏污或氧化物等情况下。
此外,热电偶的老化和损坏也可能导致其不合格。
长时间的使用和高温环境可能导致热电偶的金属材料氧化、腐蚀或磨损,从而影响其测温准确性。
此外,受到物理或机械损坏也会导致热电偶失效。
因此,对于长期使用的热电偶,定期检查、维护和更换是非常重要的。
最后,热电偶的校准问题也可能导致其不合格。
热电偶的校准是确保其测量结果准确性的关键步骤。
如果热电偶的校准不准确或超出标准要求,就会导致其在实际应用中不合格。
因此,定期对热电偶进行校准是确保其性能和准确性的重要手段。
综上所述,检定合格的热电偶在使用中可能不合格的原因有很多,包括接线不良、保护套管损坏、接触不良、老化和损坏以及校准问题等。
定期检查、维护和更换热电偶可以帮助确保其准确性和可靠性。
热电偶温度计标度实验报告热电偶是一种用来测量热能的传感器,它由金属双极子,某种特定的金属或合金构成。
热电偶使用热电效应,金属双极子之间发生电势,两侧的温度不同时,这种电势就会发生变化。
热电偶可以测量低温和非常高的温度,它的使用范围较广泛。
热电偶有两种类型,一种是标准热电偶,另一种是修正热电偶。
标准热电偶温度传感器是专门用于标定温度表和其他温度量检测设备的。
通过与标准热电偶进行比较,可以测量其他任何热电偶温度量的精度,以及如何调整温度表的精度,以确保热电偶测量的精度。
本实验的目的是测量一种标准热电偶的标度精度。
实验中,我们使用了一种带有色标的标准热电偶,它的详细参数如下:测量范围:-50°C +200°C,精度:±1.5°C,响应时间:2s,色标:红灰绿。
实验中,我们使用了一种热电偶标定装置,它能够测量热电偶在温度范围-50°C +200°C其产生的电压值。
实验过程中,首先将热电偶放入实验箱中,将温度由原来的20°C慢慢升值,然后每隔1°C读取在实验箱中测量出来的电压值,再将其与标定装置内的标签电压值进行比较,最后画出热电偶标度曲线,用来测量它的标度精度。
实验结果表明,标准热电偶的标度精度良好,在-50°C +200°C 之间的温度范围内,它的温度精度可以保持在±1.5°C,这与其产品说明中的数据一致,表明热电偶的温度标度精度是可靠的。
总之,本次实验使用了一种带有色标的标准热电偶,在中温范围内测得它的标度精度,实验结果表明,它的温度精度可以保持在±1.5°C,与产品说明中的数据一致,表明标准热电偶的标度精度是可靠的。
因此,本实验的目的得到了满足。
浅谈热电偶温度误差与修正方法摘要:热电偶结构很简单,测量的精度很高而且测量时根本不需要外加电源就可以完成温度的测量任务,因此在工业生产中热电偶的应用非常普遍。
温度是工业生产中要求非常高的控制要素,如果温度出现误差,就可能影响产品的质量,带来巨大的经济损失,因此在生产中一定要按照操作规范使用热电偶,提高热电偶的精度,尽可能的减少误差对生产带来的不良影响。
本文简要概述热电偶温度计量的工作原理,分析温度误差的形成原因,并提出热电偶温度误差的修正方法,以期为读者提供技术参考。
关键词:热电偶;计量误差;形成原因;修正方法1 热电偶测温的工作原理热电偶的结构组成很简单,主要由热电极、接线装置和绝缘保护管等组成。
通过将两种不同材质的金属焊接到一起,形成一个闭合回路。
因此不同金属中的自由电子的气密度不一样,因此在温度作用下两种不同的金属的焊接处会出现具有差异的自由电子扩散,导致闭合回路内形成电势差,从而出现电流。
当两接头处温度相同,两端的电势值相同,方向相反,电势差为零,闭合回路中就不会出现电流。
两接头处的温度不同,两端的电势值也会不同,就会形成电势差,闭合回路中出现电流。
如果一端的温度已知,通过测量出闭合回路中的电流大小,就可以推算出另外一接头的温度大小。
2 热电偶温度误差的形成原因2.1 热电偶电极材料不均匀如果热电偶两端的电极材料不均匀,那么在温度测量时影响闭合回路中的电流大小的因素就不单单只是温度的大小了,还有材料不均匀形成的附加电势,这样测量出来的温度就会失真。
因此在选择电极材料时要做好材料的成分和杂质的分析,对于金属表面已经出现被氧化等现象的材料要进行相应的处理或者放弃选用。
2.2 测温点的选择和插入深度温度测量点的选择是影响测量温度大小的重要影响因素,就像人在测量体温的时候会选择口腔,腋下一样,选择的测量点要具有一定的代表性。
如果测量点没有代表性,那么测出来的结果也会没有意义,更不能指导生产。
另外一方面是热电偶测量时插入的深度,其实插入的深度选择也是测量点的选择的一项形式。
热电偶温度计量的误差原因与处置技术措施分析摘要:本文在分析热电偶温度测量原理的基础上,重点探讨了热电偶温度计量的误差以产生原因,并针对不同类型误差提出了处置技术措施。
关键字:热电偶,温度计量,误差原因,处置技术温度是工业生产中的重要条件之一,也是很多生产及加工的主要影响参数。
热电偶在温度测量中表现出明显的优势,属于可以直接开展测温的元件,通过将温度信号转化为电信号,并借由电气元器件显示具体的温度数据。
但是在热电偶温度计使用过程中,受到使用操作和测试环境因素的影响,可能出现测量误差,影响温度测量准确度,为此需做好误差的处理、处置工作。
1 热电偶温度测量原理及技术优势1.1 热电偶温度测量原理热电偶归属于一次仪表的范畴,是一种能够直接对温度进行测量的感温元件,通常是由两种成分不同的导体构成的闭合回路。
因导体的材质不同,当电子扩散达到稳定均衡之后,便会产生电动势,若是两端存在梯度温度,则回路中便会有电流产生,进而产生热电动势,温差的大小与热电动势的强弱有关,温差越大,产生的电流越大。
通过测量热电动势即可得到具体的温度。
所以,热电偶测温本质上是将热能转化为电能的转换装置。
1.2 热电偶温度计量技术优势热电偶测温装置能够广泛应用于工业生产中,与其自身的测温性能和优势密不可分。
具体来看,热电偶温度计量技术优势表现在以下几个方面:(1)这种装置本身具有非常宽的测量范围,其整体性能相对比较稳定;(2)热电偶在温度测量方面的精确度较高,由于测温的过程中,装置是与被测对象直接接触,因此,并不会受到中间介质的影响;(3)热电偶热响应时间比较快,对温度的变化能够在极短时间内作出反应,测试灵敏度高;(4)热电偶能够实现宽测温范围内的温度连续测量;(5)热电偶测温装置的结构简单,能够承受较大的压力,使用寿命长。
2 热电偶温度计量的误差原因与处置技术调研中发现,在工业生产过程中使用热电偶测量温度,时常会出现测量不准、误差较大的问题,进而影响了测量的准确性。
热电偶试验系统误差的纠正方法摘要:工业生产中对温度的控制非常普遍,利用热电偶的电子元件制成电测温度仪表是一种常用的方法。
热电偶温度计能直接测量温度,并把温度信号转换成电信号,通过电气仪表将被测物体温度转换为指针信号或数字信号。
因生产发展的需要,有些领域需要用到极低温度(低于-40℃)或者极高温度(超过800℃),这些温度范围都让普通温度计望尘莫及。
而且有的工业领域对温控系统的精准度也有一定的要求,甚至要精确到小数点后几位。
随着材料科学的发展,热电偶温度计具有精度高(可达10-3℃)、可测范围广(从-180℃到+2000℃)等优点,这是酒精或水银温度计不具备的。
因此,热电偶广泛应用于工业电测温控系统中,对于这类基于热电偶的测量仪表,标定热电偶热电势随温度的变化特性关系非常必要。
但是在实际标定测量中,不可避免地会产生误差,因此适当的误差分析方法在电测与仪表的设计中非常重要。
关键词:热电偶;试验系统误差;纠正方法;引言热电偶作为一般的热电传感器,已经广泛应用于温度测量。
热电偶的主要工作机制是将温度变化转换为电势变化,以测量的热电效应为基础。
在实际工作中,热电偶具有结构简单、制造方便、测量方便等优点,因此该方法已成为计量检定的重要组成部分。
但是,由于热电偶本身的特性和操作过程中的潜在危险,热电偶测量可能存在直接影响结果输出和适用性确定的错误。
因此,对热电偶测量结果影响因素的研究有助于进一步研究热电偶测量误差的原因,有助于检查和纠正可能的原因,有助于改善整个测量过程,提高工作效率,提高测量水平和精度。
一、热电偶与温差电效应热电偶的测温原理来自于塞贝克效应。
1821年,Seebeck发现:将两种不同成分的金属导体连接在一起,形成闭合电路,如果两端有温度差,电路中会产生电流,这种效应称为塞贝克效应。
该电流与温度有关,相应产生的电势差后来就成为热电势。
热电势的大小与温度差有关。
随着材料科学的不断发展,利用塞贝克效应,在某温度下通过电压表读出相应的热电势,相当于把测量的温度转换成电压值记录下来,然后通过标定出热电偶热电势与温度的关系,就知道需要表征的温度。
热电偶定标实验报告标题:热电偶定标实验报告摘要:本实验旨在通过热电偶的定标实验,探究热电偶的测温原理和定标方法,了解热电偶的灵敏度、线性度和温度范围等性能指标,并且通过实验采集的数据进行处理,得出实验结果。
本文将介绍本实验的原理和方法、实验步骤、数据处理过程和实验结果,并对实验中存在的问题和不足进行分析和讨论。
正文:一、实验原理和方法热电偶是利用热电效应将热量转换为电量的一种温度传感器。
其极性和电压大小均与测量温度相关。
热电偶的测量精度主要受到三个方面的影响:热电偶本身的灵敏度、线性度和温度范围。
因此热电偶的定标实验主要是测定热电偶的灵敏度和线性度,以及确定其温度范围,从而为后续的温度测量工作提供数据支持。
本实验采用了一台高精度的电势差计对热电偶测温的电势差进行了测量,使用了高精度的温度计对温度进行了测量,通过比较两种测量结果来确定热电偶的灵敏度和线性度。
二、实验步骤1.检查实验仪器和设备,确保所有设备正常工作。
2.按照实验要求选取合适的热电偶和电势差计,连接电路。
3.将热电偶置于标准温度范围内,并记录其电势差值和相应温度值。
4.逐渐改变热电偶测量温度,记录其电势差值和相应温度值。
5.将实验得到的数据进行处理和分析。
三、数据处理过程1.将实验采集的电势差值和相应温度值绘制成图表。
2.通过图表分析和拟合求出热电偶的灵敏度和校准系数。
3.对实验过程中存在的误差进行分析,得出实验结果的误差范围。
四、实验结果通过本实验,我们得出了热电偶的灵敏度和校准系数:灵敏度:20.5 μV/℃校准系数:1.035同时,实验中存在一些误差,主要是由于实验过程中环境温度对实验结果的影响等原因造成的。
五、讨论和总结通过本次实验,我们深入了解了热电偶的测温原理和定标方法,以及热电偶的灵敏度、线性度和温度范围等性能指标。
同时,我们也认识到了实验中存在的问题和不足,为今后改进实验提供了参考。
在今后的工作中,我们将继续深入探究并完善热电偶的校准方法,提高测温精度和稳定性,为工业生产和科研实验提供更为准确的温度数据支持。
热电偶检定项目及方法热电偶是一种常用的温度测量仪器,其工作原理是利用两个不同金属的接触产生的热电势来测量温度。
为了确保热电偶的准确度和可靠性,在使用前需要进行检定。
本文将介绍热电偶的检定项目及方法。
一、检定项目1. 热电势测量误差:热电偶的主要测量参数是热电势,检定时需要测量热电偶输出的电压,并与标准温度计进行比较,计算其测量误差。
2. 热电偶线性度:线性度是指热电偶输出电压与温度之间的关系是否符合线性特性。
检定时需要在不同温度下测量热电偶的热电势,并绘制热电势-温度曲线,通过分析曲线的直线度来评估热电偶的线性度。
3. 热电偶响应时间:响应时间是指热电偶从温度变化到输出电压稳定所需的时间。
检定时需要在不同温度下进行温度变化,并记录热电偶输出电压的变化过程,通过分析输出电压的稳定时间来评估热电偶的响应时间。
4. 热电偶温度漂移:温度漂移是指热电偶在长时间使用后,输出电压的变化情况。
检定时需要将热电偶长时间暴露在恒定温度环境中,并记录输出电压的变化情况,通过分析电压的漂移程度来评估热电偶的温度漂移。
二、检定方法1. 热电势测量误差检定:将热电偶与一个标准温度计同时插入一个恒温槽中,分别记录两者输出的电压值。
然后计算热电偶的测量误差,即热电偶输出电压与标准温度计的电压差。
2. 热电偶线性度检定:选取几个不同温度点,在每个温度点上测量热电偶的输出电压,并记录下来。
然后根据这些数据绘制热电势-温度曲线,通过分析曲线的直线度来评估热电偶的线性度。
3. 热电偶响应时间检定:将热电偶置于一个恒定温度中,然后突然改变温度,记录热电偶输出电压的变化过程。
通过分析输出电压的稳定时间来评估热电偶的响应时间。
4. 热电偶温度漂移检定:将热电偶长时间暴露在一个恒定温度环境中,并记录输出电压的变化情况。
通过分析电压的漂移程度来评估热电偶的温度漂移。
通过以上检定项目及方法,可以评估热电偶的准确度和可靠性。
在实际应用中,可以根据检定结果进行校正或更换热电偶,以确保温度测量结果的准确性。
热电偶温度计测温误差分析及解决方法发布时间:2021-03-01T07:54:51.315Z 来源:《学习与科普》2020年18期作者:杨密方向红徐文斌[导读] 温度是工业生产中最重要的参数之一,准确检测和控制温度是保证生产安全、连续、高效运行的关键。
热电偶温度计作为应用最广泛的温度检测装置之一,它具有很多优点[1]:安徽职业技术学院安徽省合肥市 230011摘要:通过分析热电偶温度计所存在的误差以及如何减少误差,阐释了各种误差所产生的原因以及解决办法,对热电偶温度计的使用具有一定指导意义。
关键词:热电偶温度计;温度测量;测温误差;准确性1 热电偶温度计测温原理1.1 热电偶温度计技术优势温度是工业生产中最重要的参数之一,准确检测和控制温度是保证生产安全、连续、高效运行的关键。
热电偶温度计作为应用最广泛的温度检测装置之一,它具有很多优点[1]:(1)热电偶温度计一般由两种不同材质的金属丝制成,外部装有保护套管,构造简单,使用方便,机械强度高,有较长的使用寿命,且产品互换性好;(2)热电偶温度计测温范围广,测量稳定性高,常用的热电偶温度计能够实现-50℃至1600℃连续测量,特殊型号温度计(如金铁镍铬)最低可测-269℃,最高温度可测量至2800℃(如钨-铼),并且能将温度信号转换为电信号,可实现信号远传和多点切换测量;(3)热电偶温度计测量精度高,由于测温装置与被测温度场直接接触,因此不受中间介质的影响;(4)热电偶温度计形式多样化,可适用于多种测温条件。
1.2 测温原理热电偶测温系统如图1所示,该系统主要由三部分组成[2]:1为热电极,属于温度敏感元件,可用来检测温度;3是检测仪表,主要是用来检测热电偶所产生的电势大小;2为连接热电极和检测仪表的导线。
热电偶温度计利用热电现象进行温度测量。
取两种不同材质的金属导体A和B,将它们一端焊接在一起,另一端接入闭合回路中,当两个金属焊接点温度高于另两个接点即t>t0时,这个闭合回路中就会产生电势E,该电势的大小与A、B的材质和(t-t0)的差值有关,这种由温度差而产生的电势,我们称为热电势,这种现象我们称为热电现象。
热电偶温度计量常见问题的处理措施探讨摘要:工业生产对大气温度的要求很高,为了确保大气温度符合生产规范,必须使用测量仪器来测量大气温度。
其中最常用的就是热电偶式温度表。
热电偶具有更多的优点,它可以更准确地测量出周围的温度,以指导生产操作。
由于热电偶式温度传感器可以与外界直接接触,避免了中间媒介的传递,因而测温精度高,误差也低。
另外,热电偶构造简单,外形可以任意改变,使用方便,价格比高。
然而,在使用过程中,必须有严格的操作规程,如果没有正确的使用方法,或者没有正确的维护方法,将会引起温度测量的误差,从而影响到实际的生产。
所以,有必要分析热电偶误差的原因,并找到相应的解决办法。
关键词:热电偶温度计量;常见问题;处理措施温度测量的方式有多种,最常用的有温度一次仪表的检定、温度二次仪表的校准、环境湿度校准等。
温度一次仪表是热电偶、热电阻等现场温度传感部件,温度的二次仪表是与温度传感器配合,接收其信号来测量温度的仪表,有模拟式、动圈式、自动平衡式、数显式等,输入的方式有热电偶和热电阻等。
在现实温度测量中,薄膜温度计,热电阻,气压温度计,双金属温度计等用于中低温度的测试,而中温度则采用了热电偶法。
通过对几个常用问题的剖析与处理,能够确保测量工作的准确性。
随着科技的进步,人们对测温精度的需求也在不断提高,这就需要尽量减少测温的误差。
1.热电偶工作原理温差计是利用塞贝克效应,将不同导电体的温差转换为电信号,然后将其转换为我们所能观察到的摄氏度。
随着温差的增大,不同导线间的电流也随之增大,形成的电信号也随之增大。
热电偶的温度非常的高,非常的敏感,测温的速度非常的快,而且可以和被测材料进行大范围的接触。
此外,还能实现对温度的远程遥控,为实现工业自动控制提供了极大的方便。
但是,热电偶也有其不足之处,那就是随着使用的次数越来越多,其精度会越来越低,最后得到的结果就会越来越不精确,这就需要我们在进行测试之前,必须找到可能出现错误的原因,并且还要对仪器进行保养,从而让温度计的精度得到提升。
对热电偶温度计量误差与修正方法的分析摘要:热电偶在使用过程中,由于受到各种因素的影响,经常出现测量误差的情况,因此温度测量结果的准确性也会显著降低。
因此,应对热电偶测温误差的主要原因进行分析,并采取合理可行的方法和技术措施解决问题,尽量减小误差的概率,提高热电偶测温结果的准确性。
关键词:工作原理;处置技术;计量误差;温度计量;热电偶引言:热电偶是现代常用温度测量装置,具有测量范围广、测量精准度高以及响应速度快等方面的优势,在温度计量中有着极为出色的表现。
为对热电偶展开高质量运用,本文将以热电偶工作原理分析为切入点,对热电偶温度计量误差原因与处置方式展开全面性探究,旨在做好技术温度计量误差控制,保证测温活动开展精准度。
1热电偶测量温度的误差1.1 热电偶热电特性不稳定所引起的误差热电偶温度计在使用一段时间后,会受到使用环境的影响。
其自身的热电性能会产生一定的变化,那么热电偶温度计测得的温度与实际温度有一定的偏差。
影响热电偶稳定性的主要因素有: (1)被测材料对热电偶电极的污染和腐蚀; (2)热电极在外力作用下变形引起的变形应力; (3)温电极的微观结构在高温下发生变化。
(4)热电极在空气中暴露于氧化等。
1.2热电偶不均匀性的影响热电偶的均匀性是指热电偶电极材料的均匀性。
例如,如果热电偶中的两个热电极材料是均匀的,热电偶回路就产生了。
热电势与热电偶两端的温差正相关,与沿热电解槽长度方向的温度梯度无关。
1.3热辐射的影响在用热电偶测量炉内温度时,炉内高温物体对热电偶热辐射的影响会导致热电偶温度升高。
如果假设炉内的气体是透明的,当热电偶与炉壁之间的温差较大时,在能量交换之后,也会造成温度测量的误差。
增加传热量可以有效地减少这种副反应,使炉壁温度与热电偶温度接近1.4漏电误差不少无机绝缘材料的绝缘电阻值随它本身温度的升高而减小。
由于绝缘材料的绝缘不好,特别是在高温时,其绝缘性显著变差,因而可以分流热电动势的输出,另外也可能把被测对象所用之电源电压泄漏到热电偶回路中,这些都将造成漏电误差。
Power Electronics •电力电子Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 231【关键词】热电偶 温度计量 误差 处置技术1 热电偶的测温条件及技术优势温度是工业生产中的重要测控参数之一,热电偶以其自身所具备的诸多特点,在工业温度测量中得到广泛应用。
所谓的热电偶具体是指能够用于直接测量温度的测温元件,可对温度信号进行转换,使其变成热电动势信号,经电气仪表,则可转换成被测介质的实际温度。
1.1 测温条件热电偶归属于一次仪表的范畴,是一种热电偶温度计量的误差原因与处置技术措施文/王昕能够直接对温度进行测量的感温元件,通常是由两种成分不同的导体构成的闭合回路。
因导体的材质不同,当电子扩散达到稳定均衡之后,便会产生电动势,若是两端存在梯度温度,则回路中便会有电流产生,并且还产生出热电动势,而电流的大小主要与温度差有关,即温度差越大电流越大。
当测得热电动势后,便可获悉具体的温度数值。
从本质的角度上讲,热电偶是可以将热能转换为电能的能量转换装置。
1.2 技术优势热电偶作为一种温度测量装置,之所以能够在工业生产中得到广泛应用,与其自身所具备的诸多技术优势有着密不可分的关联。
热电偶的技术优势体现在如下几个方面:一是这种装置本身具有非常宽的测量范围,其整体性能相对比较稳定;二是热电偶在温度测量方面的精确度较高,由于测温的过程中,装置是与被测对象直接接触,因此,并不会受到中间介质的影响;三是热电偶热响应时间比较快,从而使其对温度变化的反应十分灵活;四是热电偶能够从-40℃到+1600℃的区间范围进行连续测温;五是热电偶的结构简单,机械强度高,使用寿命长,安全可靠。
2 热电偶温度计量的误差原因及处置技术措施在工业生产中,应用热电偶对温度进行测量的过程中,有时会存在计量误差,这在一定程度上影响了测温结果的准确性。
为此,应当对误差的产生原因进行分析,并采取合理可行的技术措施进行处置。
热电偶温度计量常见问题的处理措施分析作者:卢洁来源:《科学与财富》2019年第15期摘要:热电偶温度计是工业生产测量环境温度的有效仪器,对生产作业指导作用明显。
但影响温度计测量准确性的因素较多,如电特性不稳定、参考端温度变化等原因,技术人员应当问题处理,确保仪器测温精确度。
关键词:热电偶;温度计量;问题;措施热电偶作为工业生产常用测温元件,在结构与使用便利性、性价比等方面的优势,都是其他温度传感器不能比拟的。
但热电偶受外界因素影响较大,从而出现热电偶温度计量误差。
针对于各种故障的处理,要求技术人员明确掌握热电偶工作原理,根据经验快速发现与处理潜在的问题,以减少仪器故障率。
一、热电偶工作原理热电偶根据塞贝克效应,将热导体温度转换为电信号,并利用仪表的温度值显示,以此完成测温工作。
热电势随着温差增大而提高,最终在仪表上显示强温差转化后的测温值。
热电偶优势特征明显,包括灵敏度与准确度较高等,甚至可以直接接触待测物质。
热电信号可远程传输,是工业自动化的重要体现。
但是在频繁的使用过程中,测量精度也会随之降低,需及时追溯误差原因,以减少矫正维护的难度,确保测量精度。
二、热电偶温度计量常见问题与处理措施1.安装不合理热电偶工作时应当注意测温位置,以减少对测温精度的影响,位置安装不合理,插入深度不达标,也会出现不同程度的误差。
合理选择测温深度与位置尤为关键,为提高测温精度,应当通过数据采集,对测温环境展开分析总结,确定最佳测温点,以切实发挥仪器功用。
综合考虑热电偶本身的保护材质、结构与密封性等特征,根据深度检查数据分析,与其他工具测量分析结果,确定最佳的插入深度。
通常情况下,热电偶保护管、炉壁间的空隙应保持一定的距离,并在炉口处用绝缘耐火材料封堵,以防止空气对测温精度的影响。
测量环境不同,插入深度也存在差异,应通过实验分析,以确定最佳插入深度。
热电偶的插入深度应为保护管直径的8-10倍。
此外,热电偶的保护套管与炉壁间的空隔应使用石棉绳或耐火泥填塞以免冷热空气发生对流而影响测温的准确性。
热电偶检定炉温度场测量结果不确定度评定热电偶检定炉热电偶检定炉是用于对热电偶进行校验和检定的设备。
其基本结构是一个外壳,内部装有热电偶和温度控制器。
通过加热器和冷却器的控制,可以在炉内模拟不同的温度场,从而对热电偶的测量准确度进行评定。
炉温度场测量热电偶检定炉中的温度场可以通过测量炉内不同位置的温度来确定其分布情况。
常用的测量方法是使用热电偶测量不同位置的温度,并计算出温度分布。
具体的测量方法和计算过程可以参考《热电偶检定规程》等标准。
测量结果不确定度测量结果不确定度是指在一定的测量条件下,由于各种误差和随机因素的影响,测量结果的范围。
在热电偶检定炉温度场测量中,测量结果不确定度对于评定热电偶的测量准确度十分重要。
计算方法测量结果不确定度的计算方法需要考虑到各种误差和随机因素的影响,包括:•系统误差,例如热电偶的线性误差、灵敏度误差等。
•随机误差,例如热电偶的漂移误差、环境温度变化引起的误差等。
•其他误差,例如读数误差、仪器分辨率误差等。
具体的计算方法可以参考《热电偶检定规程》等标准,一般是通过模拟多次测量和分析数据来确定不确定度的大小。
根据计算结果,可以对热电偶的测量准确度进行评定和校准。
影响因素测量结果不确定度的大小受到多种因素的影响,包括:•测量条件,例如温度场的均匀性、稳定性等。
•测量方法,例如热电偶的选择、放置位置等。
•仪器精度和分辨率,包括热电偶、温度计等仪器。
•操作人员技术水平,例如读数精度、数据处理能力等。
针对这些因素,需要在热电偶检定炉温度场测量中采取一系列措施降低不确定度,从而提高热电偶的测量准确度。
结论热电偶检定炉温度场测量结果的不确定度评定是对热电偶测量准确度的重要评价方法。
通过合理的测量方法、计算方法和措施,可以降低不确定度的大小,提高热电偶的测量精度和准确度。
在实际应用中,需要结合具体的温度场环境和热电偶特性进行评估和调整。
浅谈热电偶温度测量误差及影响因素摘要:热电偶是一种广泛用于自动控制的温度传感器,由于其结构简单,安装使用方便,在各个工业中都得到了广泛的应用。
为确保热电偶安全、准确、长周期地工作,对其在使用过程中产生的各类误差进行了分析,并指出了在选择热电偶时容易忽视的几个问题,并对产生这种误差的成因进行了探讨,旨在为热电偶的准确选用和高精度的测量提供参考。
关键词:热电偶;误差;影响因素0引言热电偶是目前工业测温中应用最为广泛的一种,它和铂热电阻器一样,占据了60%的温度传感器。
热电偶结构简单,性能稳定,温度范围广,温度测量精度高,使用方便,在机械工业生产和科研中,被广泛地用于温度测量和控制。
根据热电偶的材质和结构,可以分为很多种,正确选用和安装热电偶是热电偶合理应用的先决条件。
1热电偶的工作原理热电偶是一种通过两种不同的导线,在不同的温度下发生温差的原理来进行温度测量,它还可以把热量转化成电能,并通过热电势来测量温度。
热电偶的热电势要考虑以下问题:① 热电偶的温差是热电偶两端的温度函数,而非两端温差的函数;② 热电偶所产生的热电势,在温度分布均匀的情况下,不依赖于热电偶的长度和直径,而仅取决于其材料组成和温度的变化;③ 在确定热电偶的两个热电偶的组成时,热电偶热电势仅取决于其温差,当温差电偶的冷端温度不变时,热电偶的温差只是其工作温度的单值函数。
2影响热电偶测量误差的主要因素2.1插入深度的影响温度测量点的选取:热电偶的安装地点,也就是温度测量点的选取较为重要。
在生产过程中,温度测点的设置必须要有典型性和代表性,否则就会丧失测量和控制的意义;埋入深度:将热电偶插入检测点后,沿其纵向将会产生热流,在较低温度的环境中,会出现热量损耗,导致热电偶与受检物体的温度不相符,从而造成测量结果的偏差。
由于导热造成的错误,与插入的深度相关。
而埋入的深度则取决于防护管道的材料。
由于具有良好的热传导性,金属保护管的埋入深度应当更深(直径的15~20倍),陶瓷材料具有良好的隔热性能,可以较浅地插入(直径的10~15倍)。
温度计计量检定中的误差分析摘要:温度计在工业、医疗、科研等领域中广泛应用,其准确性和可靠性对产品质量、实验结果等具有重要影响。
为了保证温度计的测量准确性和误差范围,我们需要对其进行计量检定,这是保证产品质量和实验结果准确性的关键环节。
在温度计的计量检定过程中,存在着多种误差。
这些误差会影响检定结果的准确性和可靠性,甚至可能导致产品出现质量问题以及实验结果失真。
因此,我们需要对温度计进行分析和评定,以便更好地了解其误差来源和影响因素。
关键词:温度计;计量检定;误差1误差来源及其影响因素1.1温度计自身误差温度计是一种测量温度的工具,它在现代科学、工业和医学中都有着广泛的应用。
温度计的正确性和精确性对于工作效率和生命安全至关重要。
然而,温度计在测量温度时很容易受到各种因素的干扰,从而产生误差。
以下是影响温度计准确性的四个主要因素:温度计的工作原理通常是利用液体膨胀或收缩来反映温度变化。
如果液柱不均匀,即液体在温度计内部的分布不均匀,就会导致温度计在某个温度下产生系统性误差。
温度计的刻度通常在生产过程中被标定,但由于生产过程中的误差或长期使用的磨损,可能会导致刻度偏差。
这种偏差会使温度计在不同温度下读数产生偏差,从而影响温度计的准确性。
温度计的零点通常是指当温度计处于零度时的读数。
如果零点偏移,即温度计在不同温度下的零度读数不同,就会导致温度计在不同温度下产生系统性误差。
一些温度计使用热敏电阻来测量温度,但热敏电阻的响应通常是非线性的,这意味着在不同温度下,温度计的读数可能会产生偏差。
这种非线性响应可能会导致温度计在高温或低温下的读数不准确。
1.2标准设备误差在温度计检定过程中,标准设备误差是一个非常重要的问题。
标准设备误差主要是由于标准设备自身的精度限制所导致的。
常用的标准设备包括温度计校准仪、恒温槽等。
如果标准设备的精度不满足检定要求,会使待检温度计的检定结果产生偏差。
因此,我们必须全面考虑标准设备的这些因素,并在检定前进行准确的校准与调整,以确保标准设备的精度能够满足检定要求。
热电偶0.1摄氏度误差
热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。
热电偶产生的热电势(mV)与温度(℃)之间的函数关系为:
E(t,0)=e_{AB}(t-e_{AB}(0))
式中,e_{AB}(t-e_{AB}(0))$是热电偶的温差电动势,e_{AB}(t)为热电偶工作端温度为t℃时的电动势,e_{AB}(0)为热电偶冷端温度为0℃时的电动势。
热电偶的误差主要来源于热电偶的不稳定性、热电偶冷端温度变化以及测量仪表的误差。
一般工业用热电偶的误差范围在 0.5℃到 2℃之间。
如果你需要更加精确的温度测量,可以考虑使用其他类型的温度传感器,如铂电阻温度传感器或热敏电阻温度传感器,它们的精度可以达到 0.01℃或更高。
热电偶定标实验误差分析在温度测量过程中,热电偶有时会产生误差。
我们来分析一下它的误差主要体现在哪些方面。
分度误差:分度误差是指热电偶分度引起的误差,其值不应超过最大允许误差。
主要由标准热电偶的传递误差和测量仪器的基本误差组成。
前者可通过标准热电偶的温度修正值消除或降低;后者是由于热电偶的实际热电特性与分度表的偏差造成的。
由于热电偶的热电特性随材料成分、晶体结构和应力的不同而不同,即使是指数相同的热电偶也不可能完全一致。
这种偏差对于一般工业热电偶的测量来说可以忽略不计,但如果用于精密测量,就要用校准的方法进行修正。
对于有统一刻度表的标准化,刻度的结果是给出与刻度表比较的偏差值;对于非标准化热电偶,分度的结果是给出温度与热电势的对应关系,即热电特性。
它可以用表格或曲线来表示。
按规定条件使用时,热电偶分度误差的影响相对于其他误差较小;但如果超出规定范围使用热电偶,误差较大,应定期检定热电偶。
冷端温度引进的误差:除平衡点与计算点外,在其他各点的冷端温度均不能得到完全补偿,由此产生的误差各热电偶均不相同。
如铂铑一铂热电偶在正常工作条件下约为±0. 04 mV;镍铬-镍硅热电偶约为±0.16mV;镍铬-康铜约为±0.18mV。
补偿导体误差:在规定的工作范围内,由于补偿导体的热电特性与热电偶的热电特性不完全相同而引起的。
如果补偿线使用不当,如不按规定使用或正负极接错,误差会明显增大。
热交换所引起的误差主要由以下3方面组成:A 热平衡不充分所造成的误差:实际测温时,热端末与被测对象充分接触,未达到热平衡而造成的误差。
B 动态测温误差:当被测对象温度变化时,由于温度传感器固有的热惯性和仪表的机械惯性,使温度计示值不能迅速跟踪其变化而造成的误差称为动态测温误差。
它属于动态测温中的难题,通常以前者为主。
被测对象温度变化越快,动态测温误差越大。
C 热损失:热损失指沿电极方向的导热损失和保护管向周围环境的辐射换热损失。
温度计量中热电偶和温度计常见问题的处理措施探讨作者:潘珂来源:《科学导报·学术》2020年第41期摘; 要:随着科技的发展,企业发展与人们的生活都离不开温度计量的应用,在实际的应用过程中对准确度和误差的要求很严格。
温度计按照应用类型可以划分为几大类,包括压力式温度计、热电阻温度计、工作用玻璃温度计和双金属温度计等,不同类型的计量方法适用于不同的行业需求,在应用过程中难免会遇上一些问题,处理问题的方法至关重要。
本文基于对温度计量工作的分析,粗略介紹了在检测过程中可能会遇上的问题,然后阐述解决问题的方法与措施,希望能给相关人士提供借鉴。
关键词:温度计量;常见问题;处理措施引言:温度计是一种测量温度的高效设备,借助该媒介我们可以实现多种类型温度的获取与比较。
温度控制对产品的质量控制来说至关重要,生产产品的具体过程对温度的要求有时很高,并且对温度计精确度和误差范围的要求很高,如果不能高效控制环境温度与过程施工温度,就难以实现工程安全、仪表检测安全和环境温度校准等功能。
一、温度计量中常见的问题分析(一)热电偶的常见问题热电偶的测温原理在于电偶温度差,两端电偶将会产生不同的电势,电势的差异导致导电性能的差异,因而表现出温度差异,还可以将其描述成为能量的转化机理,涉及电能和热能之间的变化。
热电偶温度计的常见问题与它发挥作用的机理有关系,电势的计算法则关系到工作的两端电偶的温度函数变化,不是单一的一元函数,而是一种复杂函数。
该类型温度计在测温环境的选择方面有注意点,要选择合理的位置,才能确保测量误差的最小化。
该温度计还对插入物体的长度和深度以及位置有所要求,对物体的导热性能要求较大,一旦一种因素发生改变,整体的测量工作结果将有很大的改变。
所以,热电偶温度计的常见操作需要反复进行,一次实验产生的结果的偶然性较大,可靠性不强[1]。
(二)计量工具的规范性问题测量温度的温度计需要有很精细的精确度,为了达到误差的最小值,计量工具的规范性问题是测量工作最严峻的问题。
热电偶温度计量误差分析
作者:秦涛
来源:《世界家苑》2018年第07期
摘要:在现有的测温系统中,热电偶作为最常用的温度传感器,虽然简单,但在使用中却常会出现各种问题。
为了提高测量精度,减少测量误差,延长热电偶使用寿命,要求使用者应具备仪表方面的操作技能,以及物理、化学及材料等多方面知识。
关键词:热电偶;冷端温度;误差分析;
导言:在现代化生产装置里,普遍都使用热电偶或热电阻来测量温度,与热電阻相比,热电偶结构较复杂,使用条件苛刻。
一、热电偶的测温基本原理
温度测量的方式一般分为接触式测量和非接触式两大类,由于温度参数的特殊性,使其无法通过直接方式获取,而必须要利用一些物理特性与温度之间有着特定函数关系的物质来进行间接的测量获取。
从温度测量的方式来看,热电偶属于接触式测温,热电偶测温元件进行温度测量的基本原理是元件材料的热电效应,具体来说,就是将电子密度不同的两种金属导体首尾相接组成闭合回路,当回路两端的温度不同时,在回路中就会产生热电动势,形成热电流,这样就可将温度信号转换为电压信号以便于测量。
利用热电偶进行温度测量具有准确度较高、动态响应快等特点,同时热电偶测温范围相对较广,信号可以远距离传送,这也使热电偶测温装置能够好更好地实现集中监测以及自动控制。
然而热电偶测温元件的精度在实际的使用过程中会受到一系列因素的影响,结合热电偶测温的基本原理,并通过技术手段对热电偶测温误差原因进行分析,将能够有效的控制测温误差的出现,提高热电偶测温的精度。
二、热电偶温度计量误差分析
1.装配误差
1.1测温点的选择
热电偶的安装位置,即测温点的选择是最重要的,选择测温点时应具有典型性、代表性,否则将失去测量与控制的意义。
1.2插入深度的控制
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,就不受上述限制。
2.测量误差
2.1参考端温度没有得到完全补偿而引入的误差
参考段温度保持在0℃当然最好,实际测温时,参考端不可能是0℃,但是可以采用恒温器、补偿电桥或补偿导线等方法来设法恒定在某一温度下。
2.2补偿导线使用不当引入的误差
使用补偿导线时,一定要注意选择与热电偶相匹配的导线,一定要注意补偿导线的正负极与热电偶的正负极相连接。
2.3 测量仪表与测量电路电阻变化引起的误差
测量仪表的精度等级高低是决定测量误差大小的因素之一,仪表精度等级的选择要从测温所要求的准确度和整个测温系统的匹配问题,否则会引起测温误差。
3.动态响应误差
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。
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30秒钟以上才能达到平衡;对于液体而言,最快也要在5秒钟以上。
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。
最好选择响应快的传感器。
滞后时间不仅决定于热电偶材料的导热系数,热偶接点的表面积、容积、热容量,还决定于被测介质的热容量和导热系数以及介质(流体)本身的流动情况。
热电偶测温时,与被测介质之间的热交换主要是对流传热,通过对流体传热使热偶接点吸热温度升高。
对流传热的大小决定于介质温度与热偶接点温度之差和热偶接点与被测介质接触的面积大小,即:如果忽略热偶接点温度对周围环境的辐射和沿热电偶导线的导热损失而产生放热,则热偶接点吸收的热量转变为接点的温度变化。
式中T -T=ΔT称为热电偶的动态响应误差,τ称为滞后时间或时间常数,从上式中可以看出,热电偶的时间常数τ不仅取决于热偶接点材料性质和结构参数(如热偶接点的比热容、密度、体积),还随被测介质工作状况的不同而变化(如传热系数和热偶接点被介质包围的面积)。
故不同的工作状况就有不同的τ值。
如果被测温度不是稳定值,而是随时间迅速变化,要能反映出某瞬时的真实温度,这就要求热电偶的动态响应要高,即时间常数要小。
具体措施如下:
①减小热偶接点体积。
接点体积的减小,热容量也随之减小,而且传热系数α随之增大。
②增大热偶接点与被测介质接触的表面积A。
对于相同体积的接点,若将球形压成扁平状,体积不变而表面积增大了,这样就可减小时间常数。
三、热电偶正确使用方法
由以上分析可以看出,热电偶的测量误差不仅和其自身的物理性能有关,还与其使用方法是否正确有关。
1.热电偶应选择合适的安装地点。
将热电偶装于温度较均匀且能代表工作温度地方,热电偶原参考端尽量避免温度过高。
2.热电偶插人温场深度要适合,一般不应小于200mm热电偶保护管与炉壁之间的空隙,须用耐火泥堵塞,以免空气对流影响测温准确性。
3.贵金属热电偶,不能在还原气体中测温。
4.在小直径管道中安装热电偶时,热电偶工作端一般迎着热流方向,在大直径管道中安装热电偶时,热电偶应垂直管壁。
5.热电偶应尽可能保持垂直使用,以防保护管在高温下变形。
若需水平安装时,插人深度不应大于500mm,露出部分应采用架子托牢,并在使用一段时间后,将其旋转180°。
四、热电偶误差修正技术发展趋势
热电偶被用来测温的时间较早,经过几十年的发展,热电偶误差修正技术日臻成熟,测温精度也已经达到了一個很高的水平。
但是,要满足快速发展的工业生产的要求,热电偶测温修正技术也应跟上其步伐。
1.软件化
根据上文介绍,热电偶节点与被测介质、环境温度之间存在辐射,热电偶冷热端之间存在热传导。
这些由于辐射、热传导所导致的误差很难用传统的方法计算出来,一般都是估计或直
接忽略,导致热电偶测温精度降低。
随着CFD(计算流体动力学)技术的快速发展,其慢慢被应用到热电偶辐射、热传导的计算中,可以对上述误差计算出较为准确的数值,使得热电偶测温精度又上升了一个台阶。
2.自动化
现代工业生产中,效率是衡量企业核心竞争力的一个重要因素。
这就要求企业设备更加简单化、自动化。
对于工业生产,温度往往作为一个控制参数参与生产过程,这就需要热电偶能快速的测出精确的温度,以保证后续生产过程的顺利进行。
这就需要一种新的热电偶测温误差修正技术,它尽可能的考虑更多的误差因素并能合理考虑各因素的权值,测出满足工业生产精度要求的温度。
3.智能化
工业生产中,测温环境多种多样。
如果根据不同的测温环境,生产相对应的热电偶,无异大大增加了生产成本。
如果能有一种可以根据测温环境自动变换测温模式的热电偶,就能完美的解决上述问题。
这种误差修正技术不仅大大提高了热电偶的通用性,而且降低了生产成本,使得热电偶更容易校正和维修。
结合当下热门的云计算、人工智能等技术,相信更加智能的热电偶误差修正技术能被较快的研究出来,使得热电偶更加智能化,测温更加精确。
结语
通过以上分析可以使我们对以热电偶为感温元件的温度计量误差情况有了系统认识,得出了对热电偶的不稳定性、不均匀性、参考端温度变化以及热电偶安装使用不当都可以引起测量误差,还使我们了解到要想提高温度测量的准确应从哪些方面考虑问题,这些都是对我们今后的温度计量工作十分有益的。
参考文献
[1]付慧敏.浅谈热电偶传感器的选用方法[J].产业与科技论坛,2012(12).
[2]吴万奋.快速热电偶测温误差综述.中国测量技术,2016,(6)
(作者单位:襄阳市计量检定测试所)。