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解释热电偶测量错误的六个常见原因

来源:www.cethc.com作者:发表时间:2021-02-19 15:13:11

 由于热电偶的多功能性和易用性,它们是工业应用中最受欢迎的温度测量仪器之一。但是,可能会发生测量错误。本文讨论了热电偶错误的六个常见原因。

 
热电偶是温度测量仪器,对于许多工业和科学应用而言,其坚固且准确。与其他测量技术相比,热电偶相对便宜,因为它们能够测量-200°至+ 1250°C(-328°至+ 2282°F)的较宽温度范围而受到重视。
 
热电偶用于测量差异温度,而不是绝对温度。在末端连接有两个导体,每个导体由不同的金属制成。这是测量结点。在另一端,导体连接到已知温度的一个点,称为参考结。热电偶通过获取两个接头之间的电压差来工作,这通过“塞贝克”效应来解释。测得的电压转换成温度单位,温度读数显示在设备上或传输到远程位置。
尽管热电偶是可靠的,但由于多种原因可能会发生温度测量错误。以下是热电偶测量错误的六种常见原因,其后是纠正每种错误的方法:
 
在变送器上选择错误的热电偶类型
TC46型热通道热电偶
 
如果在安装过程中在变送器上输入设置时选择了错误类型的热电偶,则可能会遇到问题。这是一个常见的错误,因为有许多类型的热电偶-K,J,N,E,T,R,S和B型-每种都有不同的范围,精度和输出。
 
解决方案:几乎所有热电偶都有颜色编码,每种类型都有颜色,因此您通常只需要确认热电偶连接电缆的颜色并匹配变送器的设置即可。
 
与热电偶连接电缆有关的问题
如果不小心颠倒了热电偶连接电缆的极性,由于电缆两端之间的温差,测得的温度将不正确。这个问题是可以理解的,因为红色是电气和电子设备中带正电荷的常用颜色,而在仪器中,热电偶电缆上带有红色帽的导体带有负号。此颜色是热电偶ASTM(美国)标准的标准,但并不是大多数不熟悉仪器的技术人员都习惯这种颜色。
 
解决方案:仔细检查连接,并在必要时更换热电偶连接电缆。
 
制造过程和材料固有的变化
没有两个批次的制造完全相同。由于在每个制造过程中原材料的百分比都会略有变化,因此,在这种影响下,热电偶精度的误差是不可避免的。相对于测量结点的实际温度,普通热电偶达到大约1%的误差,这对于大多数工业应用而言已足够。
 
解决方案:选择特殊精度等级(ASTM标准,美国)或1级(国际标准,IEC)的热电偶,可以使精度提高一倍。这些热电偶以最高的公差制造,以确保尽可能少的杂质和所用合金比例最高的一致性。
 
参考结点周围的温度变化
当热电偶测量结点之间的温度差时,参考结点(冷结点)周围的任何温度波动(已知温度)都会导致温度读数错误。
 
解决方案:确保参考结附近没有冷却或加热源。简单的绝缘还可以保护结点免受极端温度的影响。
热电偶的接地点不止一个
热电偶必须仅在一个接地点接地。因为如果将它接地在一个以上的接地上,则电流从一个接地流到另一个的热电偶会形成一个“接地回路”。这可能会产生电磁场,从而可能导致与射频干扰相关的问题,从而影响测量的准确性。
 
解决方案:仅将传感器或控制系统接地,而不要同时接地。选择在输入,输出和地面之间具有内部绝缘的变送器通常会提供足够的绝缘,以消除接地环路。电流隔离器也可提供,可以放置在测量网格上以防止发生这种情况。
 
热电偶的使用时间
尽管热电偶是非常可靠的温度测量仪器,但它们会随时间波动。较高的工作温度,周期性测量以及暴露于温度的快速变化会影响热电偶导体的冶金性能,从而导致测量偏差,通常会降低。不幸的是,这些偏差无法预测,但是在这种情况下,通常会出现5?10°C的误差。
 
解决方案:唯一的解决方案是根据用户对该过程的经验,定期更换热电偶。