熱電偶測溫誤差解析和解決方案

    在現代化生產裝置里，普遍都使用熱電偶或熱電阻來測量溫度，與熱電阻相比，熱電偶結構較復雜，使用條件苛刻，本文結合生產裝置一個溫度測量回路的介紹，分析了測量誤差產生的原因，提出解決的辦法，僅供參考。

    熱電偶在測溫過程中，有時會出現誤差，下面我們主要來分析一下它的誤差主要表現在哪些方面。

    分度誤差：分度誤差是指熱電偶分度時產生的誤差，其值不得超過zui大允許誤差。它主要由標準熱電偶的傳遞誤差和測量儀表的基本誤差組成。前者可通過標準熱電偶的溫度修正值來消除或降低；后者是由熱電偶的實際熱電特性與分度表的偏差造成的。因為熱電偶的熱電特性是隨材料成分、結晶結構與應力而變化的，即使分度號相同的熱電偶，它們的熱電特性也不能*一致。這種偏差對一般工業熱電偶的測量足可以忽略不計的，但若用于精密測量，則應用校驗方法進行修正。
    對于有統一分度表的標準化熱電偶，分度的結果就是給出與分度表相比較的偏差值；對于非標準化熱電偶，分度的結果是給出溫度和熱電勢的對應關系，即熱電特性。它可用表格或曲線表示。按照規定條件使用時，熱電偶分度誤差的影響同其他誤差相比相對較小；但若超出規定范圍使用，則誤差較大，所以應對熱電偶進行定期檢定。

    冷端溫度引進的誤差：除平衡點與計算點外，在其他各點的冷端溫度均不能得到*補償，由此產生的誤差各熱電偶均不相同。如鉑銠一鉑熱電偶在正常工作條件下約為±0. 04 mV；鎳鉻-鎳硅熱電偶約為±0.16mV；鎳鉻-康銅約為±0.18mV。

    補償導線的誤差：在規定的工作范圍內，它是由于補償導線的熱電特性與所配熱電偶的熱電特性不*相同所造成的。若補償導線使用不當，如未按規定使用或正負極接錯等，將使誤差顯著增加。

    熱交換所引起的誤差主要由以下3方面組成：
    1. 熱平衡不充分所造成的誤差：實際測溫時，熱電偶熱端末與被測對象充分接觸，未達到熱平衡而造成的誤差。
    2. 動態測溫誤差：當被測對象溫度變化時，由于溫度傳感器固有的熱慣性和儀表的機械慣性，使溫度計示值不能迅速跟蹤其變化而造成的誤差稱為動態測溫誤差。它屬于動態測溫中的難題，通常以前者為主。被測對象溫度變化越快，動態測溫誤差越大。
    3. 熱損失：熱損失指沿電極方向的導熱損失和保護管向周圍環境的輻射換熱損失。它主要取決于沿電極方向的溫差、被測介質與周圍環境的溫差和插入深度

解決方案：

1.應定期檢定效準，保證儀表的度等級。

2.對于快送變化的溫度，由于測溫元件的熱憜性，動態誤差可能很大，必須采用小慣熱電偶或選取采樣數率較高的儀表解決。采用導熱性能好的材料做保護管，管壁要薄，內徑要小。減小保護管與熱電偶測量端之間的空氣間隙。增加測量端介質的流速，加快對流傳熱。

3.把熱電偶的引線接在鐵管內，并將鐵管接地。把熱電偶懸空，熱電偶不與爐壁的耐火磚接觸。把參考端接地，在熱電偶（或補償導線）輸出端的一端，通過一個容量足夠大的電容接地。用屏蔽的方法，可使泄漏的電流經過金屬屏蔽物直接接地，不在流入測量回路，從而消除干擾誤差。

4.在管壁外面敷設絕熱層，減小管壁與被測介質的溫差。減小保護管的外徑以及保護管、熱電極的黑度(輻射)系數。在熱電偶管壁間加裝防輻射罩，以減小之間的直接輻射。增加被測介質流經熱電偶測量端的流速，增加對流傳熱。

5.熱電偶處于能夠真正代表被測介質溫度的地方。熱電偶應有足夠的插入深度，一般不少于熱電偶保護管外徑的8～10倍。防止熱損失。保護管露外部應盡可能短，并加保溫層。若被測介質具有負壓，熱電偶安裝必須嚴格密封，以免外界冷空氣進入影響測量的準確性。安裝地點，應盡量避開其熱源、強磁場、電場的干擾。

6.熱電偶保護管與爐壁之間的空隙應使用絕熱物堵塞，避免爐溫的熱輻射，使參考端保持在100℃以內。

總結

　　通過對熱電偶誤差的分析，了解掌握誤差產生的原因，誤差發生后能夠及時解除，保證熱電偶溫度測量的準確可靠。