热电偶测量误差分析
热电偶测温误差分析及解决方法
热电偶测温误差分析及解决方法正确使用热电偶不仅可以准确得到测量温度的数值,从而保证产品合格,而且还可节省热电偶的材料消耗,既节省资金又能保证产品质量。
安装不正确,热导率和时间滞后等误差,是热电偶在使用中的主要误差。
热电偶的基本误差:误差是热电偶本身固有的,还包括上一级标准的传递误差。
解决方法:可采用检定校验的方法使其控制在允许偏差范围内,也可在实际测温中将热电偶偏差进行修正,得到的真实的温度。
热电偶材料不均匀性引起的误差:此误差和材料不均匀程度有关温度变化越大,使热电极各点温度的差值越大,则材料不均匀性的影响也就越大。
解决方法:可用退火的方法把它减弱,但无法完全消除。
测量仪表的误差:该误差的大小是由仪表的精度等级决定的。
解决方法:应定期检定校准,保证仪表的精确度等级。
动态误差:温度变化后,测温仪表来不及立即指出变化了的温度,因而引起读数误差。
热电偶时间常数的大小是决定动态误差大小的主要因素。
解决方法:对于快送变化的温度,由于测温元件的热惰性,动态误差可能很大,必须采用小管热电偶或选取采样数率较高的仪表解决。
采用导热性能好的材料做保护管,管壁要薄,内径要小。
减小保护管与热电偶测量端之间的空气.间隙。
增加测量端介质的流速,加快对流传热。
绝缘不良引起的误差:热电偶使用时两热电极间以及它们和大地之间应有良好的绝缘,不然将会有热电势损耗,直接影响测量结果的准确性,严重时会影响仪表的正常运行。
解决方法:把热电偶的引线接在铁管内,并将铁管接地。
把热电偶悬空,热电偶不与炉壁的耐火砖接触。
把参考端接地,在热电偶(或补偿导线)输出端的一端,通过一个容量足够大的电容接地。
用屏蔽的方法,可使泄漏的电流经过金属屏蔽物直接接地,不再流入测量回路,从而消除干扰误差。
热交换引起的误差。
热电偶测温时,存在着复杂的热交换过程。
由于温度的多次传递,测量端的温度并不与被测介质温度完全一致,因此产生测量误差。
克服方法有两种:一是确定传递误差的大小,进行修正。
热电偶温度计量的误差原因与处置技术措施分析
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。
热电偶误差计算方法及实例
热电偶误差计算方法及实例热电偶是一种常用的温度测量设备,它利用两种不同金属的电动势差来测量温度。
然而,热电偶在实际使用过程中可能会产生一些误差。
为了保证测量的准确性,需要对热电偶的误差进行计算和补偿。
下面将介绍热电偶误差计算的方法及实例。
1.热电偶误差的分类(1)系统误差:系统误差是指由于热电偶自身的特性或外界因素引起的偏差。
例如,热电偶接线处的压降、温度梯度效应等都会导致系统误差。
(2)随机误差:随机误差是指由于测量设备本身的精度限制、环境的不确定性等原因导致的偏差。
随机误差通常是随机分布的,可以通过多次测量取平均值的方式进行消除。
2.热电偶误差的计算方法(1)校准系数法:校准系数法是通过将热电偶置于已知温度的环境中,利用热电偶的输出电压与温度之间的线性关系计算误差。
具体步骤如下:a.将热电偶置于已知温度的环境中,记录输出电压U1和温度T1;b.将热电偶置于待测温度环境中,记录输出电压U2和温度T2;c.计算校准系数K=(T2-T1)/(U2-U1);d.对于任意输出电压U,可通过计算温度T=T1+K(U-U1)来估算真实温度。
(2)推算法:推算法是通过建立热电偶输出电压与温度之间的非线性关系来计算误差。
具体步骤如下:a.测量热电偶在不同温度下的输出电压U1、U2、U3...和相应的温度T1、T2、T3...;b.利用测得的数据建立热电偶的输出电压与温度之间的数学模型;c.对于给定的输出电压U,通过计算模型得到温度T。
3.热电偶误差计算实例下面以校准系数法为例进行热电偶误差计算。
假设通过校准系数法得到的数据如下:已知温度环境:T1=25°CT2=50°C,U2=5.10mV待测温度环境:U=3.60mV根据上述数据和计算步骤进行计算:K=(T2-T1)/(U2-U1)=(50-25)/(5.10-2.30)=25/2.80=8.93(°C/mV) T=T1+K(U-U1)=25+8.93(3.60-2.30)=25+8.93(1.30)=25+11.61=36.61°C根据计算结果可知,当热电偶输出电压为3.60mV时,待测温度为36.61°C。
热电偶的测量误差原因及解决方法
过高; 3、热电偶的安装应尽可能避开强磁场和强
电场,所以不应把热电偶和动力电缆线装在同一
根导管内以免引入干扰造成误差;
4、热电偶不能安装在被测介质很少流动的 区域内,当用热电偶测量管内气体温度时,必须
使热电偶逆着流速方向安装,而且充分与气体接
触。
欢都显得那般可爱,当时我们的委屈和害怕在如今看来是那般平淡,再难有波澜
一、热电偶安装不当引起的误差: 1、插入的深度至少应为保护管直径的 8~10
倍;热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物
质致使炉内热溢出或冷空气侵入,因此热电偶保
护管和炉壁孔之间的空隙应用耐火泥或石棉绳 等绝热物质堵塞以免冷热空气对流而影响测温
的准确性;
2、热电偶冷端太靠近炉体使所测场所温度
欢都显得那般可爱,当时我们的委屈和害怕在如今看来是那般平淡,再难有波澜
所以为了准确的测量温度,应当选择导热性能好 的材料,管壁薄、内径小的保护套管。在精度要
求比较高的温度测量中,常使用无保护套管的裸
丝热电偶。
1这时的温度示值要比被测温度的真 实值要低。所以要保持热电偶保护管清洁。 四、热惰性引起的误差:
热电偶的惰性使仪表的指示值要落后于被 测温度的变化,所以应尽量采用热电极较细、保
护管直径较小的热电偶。由于存在滞后,热电偶
检测出的温度波动的振幅较炉温波动的振幅小。
欢都显得那般可爱,当时我们的委屈和害怕在如今看来是那般平淡,再难有波澜
二、热电偶绝缘变差引起的误差: 保护管、拉线板污垢、盐渣过多会导致热电
偶电极间与炉壁间绝缘不良,在高温下更为严
重,这不仅会引起热电势的损耗而且还会有干
扰,由此引起的误差有的时候甚至可达上。 三、热阻引起的误差: 保护管上有尘埃或煤灰则引起热阻增加,阻
热电偶测量误差分析(精)
热电偶测量误差分析一、热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B连接起来,构成一个闭合回路,就构成热电偶。
如图1所示。
温度t端为感温端称为测量端,温度t0端为连接仪表端称为参比端或冷端,当导体A和B的两个执着点t和t0之间存在温差时,就在回路中产生电动势EAB(t,t0),因而在回路中形成电流,这种现象称为热电效应".这个电动势称为热电势,热电偶就是利用这一效应来工作的.热电势的大小与t和t0之差的大小有关.当热电偶的两个热电极材料已知时,由热电偶回路热电势的分布理论知热电偶两端的热电势差可以用下式表示:EAB(t,t0)=EAB(t)-EAB(t0)式中 EAB(t,t0)-热电偶的热电势;EAB(t)-温度为t时工作端的热电势;EAB(t0)-温度为t0时冷端的热电势。
从上式可看出!当工作端的被测介质温度发生变化时,热电势随之发生变化,因此,只要测出EAB(t,t0)和知道EAB(t0)就可得到EAB(t),将热电势送入显示仪表进行指示或记录,或送入微机进行处理,即可获得测量端温度t值。
要真正了解热电偶的应用则不得不提到热电偶回路的几条重要性质:质材料定律:由一种均质材料组成的闭合回路,不论材料长度方向各处温度如何分布,回路中均不产生热电势。
这条规律要求组成热电偶的两种材料必须各自都是均质的,否则会由于沿热电偶长度方向存在温度梯度而产生附加电势,从而因热电偶材料不均引入误差。
中间导体定律:在热电偶回路中插入第三种(或多种)均质材料,只要所插入的材料两端连接点温度相同,则所插入的第三种材料不影响原回路的热电势。
这条定律表明在热电偶回路中可拉入测量热电势的仪表,只要仪表处于稳定的环境温度即可。
同时还表明热电偶的接点不仅可经焊接而成,也可以借用均质等温的导体加以连接。
中间温度定律:两种不同材料组成的热电偶回路,其接点温度分别为t和to时的热电势EAB(t,to)等于热电偶在连接点温度为(t,tn)和(tn,to)时相应的热电势EAB(t,tn)和EAB(tn,to)的代数和,其中tn为中间温度。
热电偶温度计测温误差分析及解决方法
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。
热电偶温度计量的误差原因与处置技术措施
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。
热电偶测量误差分析
热电偶测量误差分析正确使用热电偶不但可以准确得到温度的数值,保证产品合格,而且还可节省热电偶的材料消耗,既节省资金又能保证产品质量。
如果安装不正确,会产生热导率和时间滞后等误差,它们是热电偶在使用中的主要误差。
1.安装不当引入的误差热电偶不应装在太靠近门和加热的地方,插入的深度至少应为保护管直径的8~10倍,安装的位置及插入深度不能反映炉膛的真实温度。
热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物质,致使炉内热溢出或冷空气侵入,因此热电偶保护管和炉壁孔之间的空隙应用耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞,以免冷热空气对流而影响测温的准确性。
热电偶的安装应尽可能避开强磁场和强电场,不应把热电偶和动力电缆线装在同一根导管内以免引入干扰造成误差。
热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域内,当用热电偶测量管内气体温度时,必须使热电偶逆着流速方向安装,而且充分与气体接触。
2.绝缘变差而引入的误差如热电偶保护管和拉线板污垢或盐渣过多致使热电偶极间与炉壁间绝缘不良,在高温下更为严重,这不仅会引起热电势的损耗而且还会引入干扰,由此引起的误差有时可达上百度。
3.热惰性引入的误差由于热电偶的热惰性使仪表的指示值落后于被测温度的变化,在进行快速测量时这种影响尤为突出。
所以应尽可能采用热电极较细、保护管直径较小的热电偶。
测温环境许可时,甚至可将保护管取去。
由于存在测量滞后,用热电偶检测出的温度波动的振幅较炉温波动的振幅小。
测量滞后越大,热电偶波动的振幅就越小,与实际炉温的差别也就越大。
当用时间常数大的热电偶测温或控温时,仪表显示的温度虽然波动很小,但实际炉温的波动可能很大。
为了准确地测量温度,应当选择时间常数小的热电偶。
时间常数与传热系数成反比,与热电偶热端的直径、材料的密度及比热成正比,如要减小时间常数,除增加传热系数以外,最有效的办法是尽量减小热端的尺寸。
使用中,通常采用导热性能好的材料,管壁薄、内径小的保护套管。
在较精密的温度测量中,使用无保护套管的裸丝热电偶,但热电偶容易损坏,应及时校正及更换。
热电偶校验误差分析
热电偶校验误差分析
热电偶是一种用于测量温度的传感器,它的准确性和可靠性决定了它在多个行业的应用。
它是现代测量技术中重要的一环,它的使用可以显著提高生产效率,为质量控制提供可靠的保证。
正确使用热电偶可以降低设备损失和生产成本,也有助于提高生产质量。
鉴于热电偶需要在多种环境下使用,其校验误差也就变得极其重要。
因此,了解热电偶校验误差的分析,有助于更好地设计和使用热电偶,从而提高热电偶的可靠性和准确性,减少其使用中的误差。
对热电偶校验误差的分析主要分为以下几个方面:
(1)热电偶的固有误差分析。
在热电偶外壳和连接件等部分有缺陷时,会出现固有误差,造成热电偶无法准确测量和指示温度。
这时,应经常检查热电偶外壳和连接件的质量以确保其正确性。
(2)温度变化对热电偶误差影响的分析。
当热电偶在环境温度变化时,其内部材料的电阻会发生变化,会影响热电偶的读数,从而导致测量结果的误差。
为了减少这种误差,应尽量避免热电偶受环境温度变化的影响。
(3)负载对热电偶误差影响的分析。
当对热电偶进行外部电路负载时,热电偶上的电流会改变,从而导致测量结果的误差。
为了减少这种误差,应确保热电偶接线正确,且有足够的接线安全性。
(4)抗干扰能力分析。
热电偶受到电场、磁场等干扰时,会影响其正常测量,从而引起测量结果的误差。
因此,应尽量减少热电偶受到电磁干扰的情况,以提高其精度。
以上就是关于热电偶校验误差分析的内容。
通过深入研究,可以更好地了解热电偶的特性,从而提高其使用的可靠性和准确性,为其他系统的传感器测量提供可靠的保证。
对热电偶测温误差的分析_王淑英
衡。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。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,最快也要在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,整个过程仅 1 秒钟,则要求传感器的响应时 间在毫秒级。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。因 此,最好选择响应快的传感器。
及修正方法[J].科技信息,2008.11;[4] 张玲.热电偶测温误差
浅析[J].自动化与仪表,2002.17(4);[5] 王魁汉,等.谈谈热电
偶的测温误差[J].计量技术,2004.3
(作者单位:连云港市计量测试所 )
2009.No1 69
原因,掌握解决办法,并积极采取相应有效的补偿措施,仍然能够
减小测温误差,提高测量准确度,从而延长热电偶的使用寿命。
参考文献:
[1] 张东风.热工测量及仪表[M].北京:中国电力出版社,
2007.4;[2] 孙国华.热电偶的测温误差分析及解决方案[J].考
试周刊, 2008.35;[3] 陈学利,张东风.热电偶的测温误差分析
热电偶的劣化因其自身情况不同而异,主要原因是:一方面,
热电偶材料本身长期在高温作用下发生变质;另一方面,测温环
境各种气氛对热电偶的作用使热电极发生质变。因此,在注意控
制各种热电偶测温条件的同时,也要定期对热电偶进行检定。
四、结 论
尽管热电偶测温误差会因为插入深度、热响应时间、热辐射
热电偶产生测量误差的原因
热电偶产生测量误差的原因热电偶的结构虽然简单,但在使用中仍然会出现各种问题,会引起较大的测量误差。
为了提高测量精度,减少测量误差,延长热电偶使用寿命,要求使用者不仅应具备仪表方面的操作技能,而且还应具有物理、化学及材料等多方面知识。
热电偶的测量材料有多种,不同的材料测量范围不同,产品选型需要用户提供最高测量温度和常用测量温度,以及对测量精度的要求来确定采用什么材料的热电偶。
一般来讲,热电偶产生测量误差的原因主要有以下三大方面。
一、安装不当引入的误差安装仪表也是重要一环,我们必须加强重视,安装不好不但影响测量准确度,还有可能减少使用寿命,如热电偶安装的位置及插入深度不能反映炉膛的真实温度等,换句话说,热电偶不应装在太靠近门和加热的地方,插入的深度至少应为保护管直径的8~10倍;热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物质致使炉内热溢出或冷空气侵入,因此热电偶保护管和炉壁孔之间的空隙应用耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞以免冷热空气对流而影响测温的准确性;热电偶冷端太靠近炉体使温度超过100℃;热电偶的安装应尽可能避开强磁场和强电场,所以不应把热电偶和动力电缆线装在同一根导管内以免引入干扰造成误差;热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域内,当用热电偶测量管内气体温度时,必须使热电偶逆着流速方向安装,而且充分与气体接触。
二、绝缘变差而引入的误差这个原因是属于热电偶产品质量问题了。
因此,我们要求生产过程中要把好产品质量关,一定要从原材料上抓好,如热电偶绝缘了,保护管和拉线板污垢或盐渣过多致使热电偶极间与炉壁间绝缘不良,在高温下更为严重,这不仅会引起热电势的损耗而且还会引入干扰,由此引起的误差有时可达上百度。
选好材,才能做出好的产品。
三、热惰性引入的误差这种情况相对较复杂,和现场很多因素有关。
因此,产品选型时我们要充分考虑各种因素,由于热电偶的热惰性使仪表的指示值落后于被测温度的变化,在进行快速测量时这种影响尤为突出。
热电偶误差分析
热电偶误差分析热电偶是测量温度的经典传感器,已有超过一个世纪的历史,并且一直应用于各种行业,如工业、军事、医疗和科学等领域。
热电偶由两种金属(或其他材料)制作而成,它们具有特定的电阻,可以检测和记录周围环境温度的变化。
尽管热电偶测量温度的精度很高,它仍然存在误差,这是由物理过程和技术过程 (比如电路障)导致的。
热电偶误差可以分为多种类型,例如线性误差、回暖效应和延迟效应等。
线性误差是指当温度变化时,热电偶读数与实际温度值之间的偏差。
回暖效应是指温度变化后,传感器读数不会立即改变,而是会一段时间后稳定。
延迟效应也是一种延迟性误差,即当温度变化时,传感器读数的变化会比实际温度变化慢一些。
为了准确测量和记录热电偶的温度变化,必须在设计和应用过程中考虑和控制各种误差因素。
具体来说,需要按照特定的标准仔细选择热电偶的材料,确保电阻值符合要求,并且比较热电偶和标准温度源的读数。
此外,还需要确保热电偶与环境温度接触良好,以减少受热量影响的误差和安装偏差等。
同时,可以通过实验和仿真来更好地分析热电偶误差,以确保它们能够精确测量温度。
实验通常包括将热电偶与标准温度源(发射器)对比测量,以确定它们之间的偏差程度。
这些测量可以在室内或实际应用环境中进行,可以精确记录温度变化,并可以轻松分析出由于环境变化而引起的热电偶误差。
此外,计算机模拟也是常用的热电偶误差分析方法之一。
这种方法使用物理模型对热电偶的行为和特性进行仿真,从而获得更准确的结果,并可以分析热电偶的多种误差。
总之,热电偶的误差分析可以通过多种方法来实现,使用正确的方法能够更好地消除和减少热电偶的误差,从而为温度测量提供更准确的结果。
虽然没有办法完全消除热电偶的误差,但是可以通过精心设计和严格检测来确保它们能进行准确的温度测量。
对热电偶温度计量误差与修正的分析
对热电偶温度计量误差与修正的分析摘要: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。
基于此,本文将对热电偶温度计量误差与修正进行分析。
关键词:热电偶温度计量;误差;修正1 热电偶测温工作原理在具体运用热电偶展开温度测量过程中,会借助塞贝克效应,将热导体间温度差转化为电信号,并会在仪表的辅助下,将信号直接转变为我们可以看到的温度数值。
在温度差出现上升状况时,导体间电流也会随之上升,电信号强度会随之加大。
热电偶测量结果精准度较高,整体检测较为灵敏,所需测量时间并不长,具有可和测量物质大面积接触的特点。
人员可在远距离对热点信号展开操控,能够为工业自动化控制模式落实提供可靠技术保障。
热电偶在应用时,也存在着测量精准度会随使用次数增加而出现下降趋势的问题。
为保证测量质量,需要做好测量误差分析与管控,以求为相关生产活动开展提供精准温度参数支持。
2 影响热电偶测温的因素2.1 热电偶本身产生的误差某厂回火炉温度检测系统正常运行一段时间后,发现测得的温度显示值总是滞后于炉内温度变化。
经检查,是热电偶保护管结垢所致。
分析:接触式热电偶测温需要一定的时间来保持与被测对象的温度平衡。
回火时间的长短,与测温元件的热响应时间有关。
热响应时间主要取决于传感器的结构和测量条件。
由于热电偶长期在恶劣的高温环境中工作,沉积在保护管表面的灰尘和熔渣在保护管表面燃烧熔化,导致保护套管结垢,热阻抗增大,由于热电偶的热容量和时间常数增加,热电偶的响应时间延长,使得热端的温度变化总是滞后于被测温度的变化,导致热响应误差。
它不仅使指示温度高,而且造成测量滞后。
2.2 热电偶不同结构的动态响应根据结构的不同,热电偶有两种基本形式:铠装型和组装型。
铠装型由于其快速的热响应时间,用于温度变化迅速的场合。
此外,热电偶丝的厚度和保护管的直径与热电偶的动态响应时间有关。
选择更细的热电偶丝和更小的保护管可以减小热响应误差。
热电偶误差
热电偶误差热电偶误差是指在温度测量中由于热电偶自身特性而产生的一种偏差。
温度测量系统由热电偶、温度表、放大器和记录仪组成。
热电偶是一种传感器,它可以把温度变化转换成温度,并将其外部变化成电信号,从而控制其他环节电器,如温度表、放大器和记录仪,以达到测量和控制温度的目的。
热电偶的误差是指在输出电压和温度之间的偏差,具体来说,它指的是热电偶在量程范围内所产生的温度测量误差。
热电偶误差的原因热电偶误差的原因有很多,其中一些可以分为热电偶本身的特性和系统的外部环境。
1.电偶的特性:热电偶的特性和质量直接影响温度测量的精度。
其中,比热电偶固有特性,比热电偶偏差和热电偶漂移率的误差都可以产生热电偶的误差。
此外,热电偶的质量也很重要,热电偶的质量越高,它的精度和性能也越好。
2.统外部环境:外部环境也是造成热电偶误差的原因之一,这些环境因素可以分为:电压误差、温度变化、电气干扰等。
热电偶误差的控制1.大量程范围:当热电偶量程范围大于测量温度范围时,温度测量的精度会有很大提高,扩大量程范围可以有效控制热电偶的误差。
2.免热电偶外部环境的影响:外部环境因素也会对热电偶的精度产生影响,所以应尽量避免电压、温度变化以及电磁干扰等因素的影响,这样可以降低热电偶的误差。
3. 使用高精度热电偶:高精度的热电偶可以提高热电偶的精度,使热电偶的误差小于标准规定的范围,从而保证温度测量的精度。
总结热电偶误差是温度测量中由于热电偶自身特性而产生的偏差。
热电偶误差的原因有很多,其中一些可以分为热电偶的特性和外部环境,如电压误差、温度变化、电气干扰等。
为了解决热电偶误差,可以采取扩大量程范围、避免热电偶外部环境的影响、使用高精度热电偶等措施。
这些措施可以有效提高温度测量的精度,以实现更精准的温度测量。
热电偶的测量误差及处理方案
热电偶的测量误差及处理方案摘要:热电偶是温度计量领域最常用的传感器之一,其具有结构时、动态响应快、测量范围广的优势,因此应用十分广泛。
而在热电偶测量过程中,不断提高测量的精确度是保证测量数据可靠性的重要基础。
但是在实际测量过程中,测量误差是客观存在的,而分析误差的原因并采取必要的修正措施,可最大程度上减少测量误差,提高测量的准确度。
文章主要针对热电偶测量误差发生的原因及修正措施进行分析。
关键词:中间导体定律;寄生电势;修正值1热电偶测量系统的组成及优势根据热电偶热电效应,需要通过外接显示仪表才能将其输出的毫伏电压信号还原成温度信号,因此热电偶测量系统包括热电偶、连接导线、显示仪表等。
传统的热电偶测量系统采用电子线路及元器件进行冷端补偿及线化性处理,测量结果误差较大,无法保证测量数据的精度及可靠性,故应用场合受到限制。
而随着信息技术、计算机软件技术的不断发展,热电偶测量系统应用集成温度传感器及计算机软件进行冷端补偿及非线性处理技术也越来越成熟,因此不断扩大了热电偶测量的应用领域。
具体而言,热电偶温度计的优势主要体现在以下几个方面:首先,热电偶系统中包括2种不同的金属丝,不受大小、开头的限制,结构简单及应用方便;其次,具有较高的测量精度高,直接接触受测对象,无中间介质的影响,高温区具有较好的复现性及稳定性;再次,测量显示电信号有利于信号的传输与记录,便于集中检测及控制;最后,热电偶体积小,热容量及热惯性较小,故既可测量动态温度数据,还可测量点的温度及壁面温度。
2热电偶劣化与使用寿命2.1热电偶的劣化热电偶的使用寿命与其劣化有关,所谓热电偶的劣化,即热电偶经使用后,出现老化变质的现象。
由金属或合金构成的热电偶,在高温下其内部晶粒要逐渐长大。
同时合金中含有少量杂质,其位置或形状也将发生变化,而且,对周围环境中的还原或氧化性气体也要发生反应。
伴随上述变化,热电偶的热电动势也将极其敏感的发生变化。
因此热电偶的劣化现象是不可避免的。
热电偶测量误差分析精
热电偶测量误差分析精集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#热电偶测量误差分析一、热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B连接起来,构成一个闭合回路,就构成热电偶。
如图1所示。
温度t端为感温端称为测量端,温度t0端为连接仪表端称为参比端或冷端,当导体A和B的两个执着点t和t0之间存在温差时,就在回路中产生电动势EAB(t,t0),因而在回路中形成电流,这种现象称为热电效应".这个电动势称为热电势,热电偶就是利用这一效应来工作的.热电势的大小与t和t0之差的大小有关.当热电偶的两个热电极材料已知时,由热电偶回路热电势的分布理论知热电偶两端的热电势差可以用下式表示:EAB(t,t0)=EAB(t)-EAB(t0)式中 EAB(t,t0)-热电偶的热电势;EAB(t)-温度为t时工作端的热电势;EAB(t0)-温度为t0时冷端的热电势。
从上式可看出!当工作端的被测介质温度发生变化时,热电势随之发生变化,因此,只要测出EAB(t,t0)和知道EAB(t0)就可得到EAB(t),将热电势送入显示仪表进行指示或记录,或送入微机进行处理,即可获得测量端温度t值。
要真正了解热电偶的应用则不得不提到热电偶回路的几条重要性质:质材料定律:由一种均质材料组成的闭合回路,不论材料长度方向各处温度如何分布,回路中均不产生热电势。
这条规律要求组成热电偶的两种材料必须各自都是均质的,否则会由于沿热电偶长度方向存在温度梯度而产生附加电势,从而因热电偶材料不均引入误差。
中间导体定律:在热电偶回路中插入第三种(或多种)均质材料,只要所插入的材料两端连接点温度相同,则所插入的第三种材料不影响原回路的热电势。
这条定律表明在热电偶回路中可拉入测量热电势的仪表,只要仪表处于稳定的环境温度即可。
同时还表明热电偶的接点不仅可经焊接而成,也可以借用均质等温的导体加以连接。
中间温度定律:两种不同材料组成的热电偶回路,其接点温度分别为t和to时的热电势EAB(t,to)等于热电偶在连接点温度为(t,tn)和(tn,to)时相应的热电势EAB(t,tn)和EAB(tn,to)的代数和,其中tn为中间温度。
k型热电偶允许误差
k型热电偶允许误差K型热电偶允许误差热电偶是一种常用的温度测量仪器,它通过两种不同金属的热电势差来测量温度。
K型热电偶是其中一种,它由铬和镍合金制成,适用于高温测量。
然而,即使是最精确的仪器也会存在误差,下面我们来探讨一下K型热电偶的允许误差。
一、误差来源K型热电偶的误差来源主要有两个方面:一是热电偶本身的误差,二是测量环境的误差。
热电偶本身的误差包括制造工艺、材料质量、连接方式等因素。
例如,热电偶的两端连接方式不当、接触不良等都会导致误差的产生。
此外,热电偶的材料质量也会影响其精度,因为不同材料的热电势差不同。
测量环境的误差包括温度梯度、电磁干扰等因素。
例如,如果热电偶的两端温度不一致,就会产生温度梯度误差。
而电磁干扰则会干扰热电偶的信号,导致误差的产生。
二、允许误差K型热电偶的允许误差是指在一定的测量范围内,热电偶的测量值与实际值之间的最大误差。
根据国家标准,K型热电偶的允许误差为±2.2℃或±0.75%(以较大值为准),取决于测量温度的范围。
例如,在0℃~500℃的温度范围内,K型热电偶的允许误差为±2.2℃。
而在500℃~1000℃的温度范围内,K型热电偶的允许误差为±0.75%。
这意味着在测量温度为500℃时,热电偶的误差范围为±3.75℃。
三、误差控制为了保证测量结果的准确性,需要采取一些措施来控制误差。
首先,要选择质量好、制造工艺精良的热电偶,并且正确连接。
其次,要注意测量环境的影响,尽量避免温度梯度和电磁干扰。
最后,要定期校准热电偶,以确保其精度。
总之,K型热电偶是一种常用的温度测量仪器,但是它也会存在误差。
了解热电偶的允许误差以及误差来源,可以帮助我们更好地控制误差,提高测量结果的准确性。
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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 =o£ ( T w- Tt )
热电偶与被测对象 的温度不一致而产生测温误差。
由热 传 导 而 引起 的误 差 , 与 插 入 深 度 有 关 。“ 而 插
关键 词 : 热电偶 测量误差 主要 因素
在工业生产 中, 热电偶是应用最广泛的温度传 感器 。 热电偶因其结构 简单 , 往往被误认 为 “ 热电
偶 两根 线 , 接 上 就 完事 ” , 其 实并非 如 此 。 在 使用 时
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 不仅 应 具 备 仪 表方 面 的操 作 技 能, 而且 还应 具 有物理 、 化学及材 料等 多方面知 识 。
作者根据多年实践, 并参 阅有关资料较详细总结热
Ab s t r a c t : Th e t h e r mo c o u p l e i s o n e o f t h e mo s t
s i m pl e ,t he mos t co mmo n t e mper a t ur e s e ns o r s . Bu t i fd o n o t pa y a t t e nt i o n t o t h e u s e ,c a n a l s o l e a d t o gr e a t e r me a s ur e me n t e r r or .Cur r e n t pr o bl e ms di s c us s e d i n de t a i l t he ma i n f ac t or s a f f e c t i ng t he me as ur e me nt e r r o r :t he r moc o upl e i ns e r t i o n de pt h,r es p ons e t i me ,h e a t r a di a t i o n a nd t he r ma l i m pe d a nc e ,d e gr a da t i o n of i ns ul a t i o n r es i s t a nc e ,
为 热 电效 应 。 此 电流 通 过 电气仪 表 ( 二 次仪 表 )转 换 成 被 测介质 的温度 , 热 电偶 就是 利用 这一 效 应 来
工作 的。
A
Ke y wor ds: Th e r mo c o u pl e Me a s ur e me n t e r r o r Th em a i nf a c t o r
安阳 4 5 5 0 0 4)
摘 要 : 热电偶是・种 简单、 普通的温度传感器。 如果 在使 用中不注意, 会 引起 较 大测量误 差。 针
对 当前存在的问题 , 详细探 讨影 响测量误 差 的主要 因素: 热电偶插入 深度、 响应时间、 热 辐射、 热阻抗 、 绝缘下降、 材质不均匀等。
径的1 0  ̄ 1 5 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 。 2 . 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
式 中: o 为斯忒 藩~ 波 尔 兹常 数 ; e 为 发射率 ; T t 为 热 电偶 的温度 ; KT w为炉壁 的温 度 ; 在 单 位 时 间 内, 热 电偶 同周 围气 体 ( 温 度 T) 通
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1 5  ̄ 2 0 倍) ; 陶瓷材料绝热性 能好, 可插入浅一些 ( 约为直
_ 王彦明 郝彦军
温 度传 感 器 是温 度 测 量仪 表 的核 心部 分 , 品种
l f l 安阳钢铁集 团有限责任公司, 河南
繁多 。 按 测量方 式可分为接 触式和非 接触式两 大
类, 按 照传 感 器 材料 及 电子 元件 特 性 分 为热 电偶 和 热 电阻两类 。
_
un e ve n ma t e r i a 1 .
电偶 的测量 误 差 。
1热 电偶测温基本原理
热 电偶感 温元件及外ห้องสมุดไป่ตู้ 护装 置构成 如 图1 所示, 其 感 温 元件 将两 种不 同材 料 的导 体 或 半 导 体A和 B
焊接起来 , 构成一个闭合 回路。 当导体A 和B 的两个 执着点l ;  ̄ H 2 之间存在温差时, 两者之 间便产生电动 势, 因而在 回路 中形成一个大小的电流这种现象称
应 用研 究 I A P P L I C A T I O N R E S E A R C H
C H I N A I N S T R U M E N T A T I O N中 阅 恹 嚣 豫丧
2 0 1 3 年 第8 期
热 电偶测量误差分析
Er r or Me a s u r em en t o f t h e Th er moc ou pl e An al y s i s i n g
B
图1
56
中阅俄嚣 俑表 C H I N A I N S T R U M E N T A T I O N
2 0 1 3 年 第8 期
AP P L I C A T I O N R E S E A RC H 应用研 究
2热 电偶测温误差分析
2 . 1插 入深 度 的影 响 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 时会 有 热 损 失 。 致使