測(cè)量誤差的主要影響因素 1.1插入深度的影響 (1)測(cè)溫點(diǎn)的選擇 熱電偶的安裝位置,即測(cè)溫點(diǎn)的選擇是*重要的。測(cè)溫點(diǎn)的位置,對(duì)于生產(chǎn)工藝過程而言,一定要具有典型性、代表性,否則將失去測(cè)量與控制的意義。 (2)插入深度 熱電偶插入被測(cè)場(chǎng)所時(shí),沿著傳感器的長(zhǎng)度方向?qū)a(chǎn)生熱流。當(dāng)環(huán)境溫度低時(shí)就會(huì)有熱損失。致使熱電偶與被測(cè)對(duì)象的溫度不一致而產(chǎn)生測(cè)溫誤差?傊蔁醾鲗(dǎo)而引起的誤差,與插入深度有關(guān)。而插入深度又與保護(hù)管材質(zhì)有關(guān)。金屬保護(hù)管因其導(dǎo)熱性能好,其插入深度應(yīng)該深一些(約為直徑的15—20倍),陶瓷材料絕熱性能好,可插入淺一些(約為直徑的10-15倍)。對(duì)于工程測(cè)溫,其插入深度還與測(cè)量對(duì)象是靜止或流動(dòng)等狀態(tài)有關(guān),如流動(dòng)的液體或高速氣流溫度的測(cè)量,將不受上述限制,插入深度可以淺一些,具體數(shù)值應(yīng)由實(shí)驗(yàn)確定。 1.2響應(yīng)時(shí)間的影響 接觸法測(cè)溫的基本原理是測(cè)溫元件要與被測(cè)對(duì)象達(dá)到熱平衡。因此,在測(cè)溫時(shí)需要保持一定時(shí)間,才能使兩者達(dá)到熱平衡。而保持時(shí)間的長(zhǎng)短,同測(cè)溫元件的熱響應(yīng)時(shí)間有關(guān)。而熱響應(yīng)時(shí)間主要取決于傳感器的結(jié)構(gòu)及測(cè)量條件,差別極大。對(duì)于氣體介質(zhì),尤其是靜止氣體,至少應(yīng)保持30min以上才能達(dá)到平衡;對(duì)于液體而言,*快也要在5min以上。 對(duì)于溫度不斷變化的被測(cè)場(chǎng)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(yīng)時(shí)間在毫秒級(jí)。因此,普通的溫度傳感器不僅跟不上被測(cè)對(duì)象的溫度變化速度出現(xiàn)滯后,而且也會(huì)因達(dá)不到熱平衡而產(chǎn)生測(cè)量誤差。*好選擇響應(yīng)快的傳感器。對(duì)熱電偶而言除保護(hù)管影響外,熱電偶的測(cè)量端直徑也是其主要因素,即偶絲越細(xì),測(cè)量端直徑越小,其熱響應(yīng)時(shí)間越短。測(cè)溫元件熱響應(yīng)誤差可通過下式確定 [1]。 1.3熱輻射的影響 插入爐內(nèi)用于測(cè)溫的熱電偶,將被高溫物體發(fā)出的熱輻射加熱。假定爐內(nèi)氣體是透明的,而且,熱電偶與爐壁的溫差較大時(shí),將因能量交換而產(chǎn)生測(cè)溫誤差。 在單位時(shí)間內(nèi),兩者交換的輻射能為P,可用下式表示: P=σε(Tw4 - Tt4 )(2—3) 式中 σ—斯忒藩—波爾茲常數(shù) ε—發(fā)射率 Tt—熱電偶的溫度 , K Tw—爐壁的溫度 , K 在單位時(shí)間內(nèi),熱電偶同周圍的氣體(溫度為T),通過對(duì)流及熱傳導(dǎo)也將發(fā)生熱量交換的能量為P′ P′=αA(T-Tt)(2—4) 式中 α—熱導(dǎo)率 A— 熱電偶的表面積 在正常狀態(tài)下,P= P′,其誤差為: Tt-T=σε(Tt4-Tw4)/αА(2—5) 對(duì)于單位面積而言其誤差為 Tt-T=σε(Tt4-Tw4)/α(2—6) |