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影响耐磨热电偶测量的因素

2019-09-24 08:16:01  2569次浏览 次浏览
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测量误差的主要影响因素

1插入深度的影响

(1)测温点的选择

热电偶的安装位置,即测温点的选择是重要的。测温点的位置,对于生产工艺过程而言,一定要具有典型性、代表性,否则将失去测量与控制的意义。

(2)插入深度

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。而保持时间的长短,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30min以上才能达到平衡;对于液体而言,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,全过程仅1秒钟,则要求传感器的响应时间在毫秒级。因此,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。选择响应快的传感器。对热电偶而言除保护管影响外,热电偶的测量端直径也是其主要因素,即偶丝越细,测量端直径越小,其热响应时间越短。测温元件热响应误差可通过下式确定 [1]。

Δθ=Δθ0exp(-t/τ)

(2—1)

式中 t—测量时间 S,

Δθ—在 t 时刻,测温元件引起的误差,K或℃

Δθ0—“t=0” 时刻,测温元件引起的误差,K或℃

τ—时间常数 S

e —自然对数的底(2.718)

因此,当t=τ时,则Δθ=Δθ0/e 即为0.368,

如果当t=2τ时,则Δθ=Δθ0/e2 即为0.135。

当被测对象的温度℃/s)上升或下降时,经过足够的时间后,所产生的响应误差可用下式表示:,以一定的速度α(k/s或

Δθ∞=-ατ

(2—2)

式中

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