熱電偶是一種***簡(jiǎn)略﹑***普通的溫度傳感器。可是如果在運(yùn)用中不注意，也會(huì)導(dǎo)致較大測(cè)量差錯(cuò)。關(guān)于當(dāng)時(shí)存在的問題，具體討論影響測(cè)量差錯(cuò)的主要要素：熱電偶插入深度﹑響應(yīng)時(shí)刻﹑熱輻射及熱阻抗等，指出熱電偶絲不均質(zhì)﹑鎧裝熱電偶分流差錯(cuò)﹑K型熱電偶的選擇性氧化﹑K狀況﹑運(yùn)用氣氛﹑絕緣電阻及熱電偶劣化等在運(yùn)用中應(yīng)注意事項(xiàng)。對(duì)提高丈量精度，延伸熱電偶?jí)勖幸欢◣椭?/p>
1.在現(xiàn)有的測(cè)溫系統(tǒng)中，***常用的溫度傳感器—熱電偶，因其構(gòu)造簡(jiǎn)略，通常被誤認(rèn)為“熱電偶兩根線，接上就完事”，本來并非如此。 熱電偶的構(gòu)造雖然簡(jiǎn)略，但在運(yùn)用中依然會(huì)呈現(xiàn)各種問題。例如：裝置或運(yùn)用方法不妥，將會(huì)導(dǎo)致較大的丈量差錯(cuò)，甚至檢定合格的熱電偶也會(huì)因操作不妥，在運(yùn)用時(shí)不合格，在滲碳等復(fù)原性氣氛中，如果不注意，K型熱電偶也會(huì)因選擇性氧化而超差。
2.為了提高測(cè)量精度，削減測(cè)量差錯(cuò)，延伸熱電偶運(yùn)用壽命，請(qǐng)求運(yùn)用者不只應(yīng)具有外表方面的操作技能，而且還應(yīng)具有物理、化學(xué)及材料等多方面常識(shí)。作者根據(jù)多年實(shí)踐，并參閱有關(guān)資料較具體地介紹熱電偶的測(cè)量差錯(cuò)及其注意事項(xiàng)。
3．1 熱電偶絲不均質(zhì)影響
（1）熱電偶材質(zhì)本身不均質(zhì)
熱電偶在計(jì)量室檢定時(shí)，按規(guī)程請(qǐng)求，插入檢定爐內(nèi)的深度只要300mm。因而每支熱電偶的檢定成果，確切的說只能體現(xiàn)或主要體現(xiàn)出從測(cè)量端開端300mm長(zhǎng)偶絲的熱電做法，可是，當(dāng)熱電偶的長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)，則大有些偶絲處于高溫區(qū)，如果熱電偶絲是均質(zhì)的，那么根據(jù)均質(zhì)回路定則，測(cè)量成果與長(zhǎng)度無關(guān)。可是，熱電偶絲并非均質(zhì)，尤其是廉金屬熱電偶絲其均質(zhì)性較差，又處于具有溫度梯度的場(chǎng)合，那么其局部將發(fā)生熱電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)稱為寄生電勢(shì)。由寄生電勢(shì)導(dǎo)致的差錯(cuò)稱為不均質(zhì)差錯(cuò)。
在現(xiàn)有的貴金屬、廉金屬熱電偶檢定規(guī)程中，對(duì)熱電偶的不均質(zhì)尚未作出規(guī)定，只要在熱電偶絲材規(guī)范中，對(duì)熱電偶絲的不均勻性有一定請(qǐng)求。對(duì)廉金屬熱電偶選用首尾檢定法求出不均勻熱電動(dòng)勢(shì)。規(guī)范熱電偶絲材生產(chǎn)廠，均按******規(guī)范請(qǐng)求，生產(chǎn)出不均勻熱電動(dòng)勢(shì)符合請(qǐng)求的商品。
（2）熱電偶絲經(jīng)運(yùn)用后發(fā)生的不均質(zhì)
關(guān)于新制的熱電偶，即使是不均勻熱電動(dòng)勢(shì)能滿足請(qǐng)求，可是，反復(fù)加工、曲折致使熱電偶發(fā)生加工畸變，也將失去均質(zhì)性，而且運(yùn)用中熱電偶長(zhǎng)時(shí)刻處于高溫下也會(huì)因偶絲的劣化而導(dǎo)致熱電動(dòng)勢(shì)改變，例如：插入工業(yè)爐中的熱電偶，將沿偶絲長(zhǎng)度方向發(fā)生劣化，并隨溫度增高，劣化增強(qiáng)，當(dāng)劣化的有些處于具有溫度梯度的場(chǎng)所，也將發(fā)生寄生電動(dòng)勢(shì)疊加在總熱電動(dòng)勢(shì)中而呈現(xiàn)測(cè)量差錯(cuò)。
作者在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)有的熱電偶經(jīng)計(jì)量有些檢定合格的商品（多為廉金屬熱電偶）到現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用時(shí)卻不合格。再返回到計(jì)量有些檢定依然合格，其間主要要素就是偶絲不均質(zhì)導(dǎo)致的。生產(chǎn)熱電偶的技術(shù)人員都切身體會(huì)到，熱電偶的不合格率也隨其長(zhǎng)度的增加而增加。皆是受熱電偶絲材不均質(zhì)的影響。總歸，由不均質(zhì)即寄生電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)致的差錯(cuò)，取決于熱電偶絲自身的不均質(zhì)程度及溫度梯度的巨細(xì)，對(duì)其定量極端困難。
3.2 鎧裝熱電偶的分流差錯(cuò)
（1）分流差錯(cuò)
瓦軸集團(tuán)滲碳爐用鎧裝熱電偶，僅運(yùn)用一星期就不準(zhǔn)了。為討論要素，作者曾到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，但未發(fā)現(xiàn)異常，只好從爐子上取下來經(jīng)計(jì)量室檢定成果合格。那么問題安在呢？***終，根據(jù)該支熱電偶的現(xiàn)場(chǎng)裝置特點(diǎn)，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，上述問題是鎧裝熱電偶的分流差錯(cuò)造成的。
所謂分流差錯(cuò)即用鎧裝熱電偶丈量爐溫時(shí)，當(dāng)熱電偶中心部位有超過800°C的溫度散布存在時(shí),因其絕緣電阻下降，熱電偶示值呈現(xiàn)異常的景象，稱為分流差錯(cuò)。根據(jù)均質(zhì)回路定則，用熱電偶測(cè)溫只與測(cè)量端與參閱端兩頭溫度有關(guān)，與中心溫度散布無關(guān)。可是因?yàn)殒z裝熱電偶的絕緣物是粉末狀MgO，溫度每增加100°C，其絕緣電阻下降一個(gè)數(shù)量級(jí)，當(dāng)中心部位溫度較高時(shí)，一定有漏電流發(fā)生，致使在熱電偶輸出電勢(shì)中有分流差錯(cuò)呈現(xiàn)。
（2）分流差錯(cuò)發(fā)生的條件
將鎧裝熱電偶水平插入爐內(nèi)，其規(guī)格及試驗(yàn)條件為：直徑ф4.8mm,長(zhǎng)度為25m,中心部位加熱帶的長(zhǎng)度為20m，溫度為1000℃。本次試驗(yàn)中，熱電偶的丈量端與中心部位的溫差為200℃。如果測(cè)量端溫度高于中心部位，則發(fā)生負(fù)差錯(cuò)；相反，則發(fā)生正差錯(cuò)。如果兩者的溫差為200℃，那么，分流差錯(cuò)約為100℃。這是******不能忽視的，分流差錯(cuò)的發(fā)生條件與鎧裝熱電偶種類和直徑等要素有關(guān)[2]，見表1。
3.3分流差錯(cuò)的影響要素及對(duì)策
高溫下鎧裝熱電偶發(fā)生分流差錯(cuò)的景象，正在導(dǎo)致人們的注重，因而有必要了解分流差錯(cuò)的影響要素，并采納適當(dāng)對(duì)策以削減或消除分流差錯(cuò)的影響。
（1）鎧裝熱電偶直徑
關(guān)于長(zhǎng)度為9米的K型鎧裝熱電偶（MgO絕緣），只將熱電偶中心部位加熱。試驗(yàn)成果表明：分流差錯(cuò)的巨細(xì)與其直徑的平方根成反比（直徑過細(xì)，不遵守此規(guī)則），即直徑越細(xì)，分流差錯(cuò)越大。
當(dāng)中心部位溫度高于800℃時(shí)，關(guān)于ф3.2mm鎧裝熱電偶將發(fā)生分流差錯(cuò)。但關(guān)于ф6.4mm及ф8mm鎧裝熱電偶，當(dāng)中心部位的溫度為900℃時(shí)，仍未發(fā)現(xiàn)分流差錯(cuò)。關(guān)于ф6.4mm（熱電極絲直徑為ф1.4mm）與ф8mm（熱電極絲直徑為ф2.0mm）的鎧裝熱電偶，當(dāng)中心部位溫度為1100℃時(shí)，直徑為ф8mm的鎧裝熱電偶發(fā)生的分流差錯(cuò)僅為ф6.4mm的一半。此數(shù)值（50%）近視于兩種鎧裝熱電偶電極絲直徑的平方比（1.42/2.02 ） ,而電極絲直徑平方比,即為電極絲的電阻比。因而，為了削減分流差錯(cuò)，應(yīng)盡也許選用粗直徑的鎧裝熱電偶。
（2）中心部位的溫度
如果中心部位的溫度超過800℃，有也許發(fā)生分流差錯(cuò)，其巨細(xì)將隨溫度的增加，呈指數(shù)關(guān)系增大。因而，除測(cè)量端外，其它部位應(yīng)盡也許避免超過800℃。
1）中心部位加熱帶長(zhǎng)度及位置
當(dāng)中心部位加熱帶溫度高于800℃時(shí)，其加熱帶的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，距離測(cè)量端越遠(yuǎn)，分流差錯(cuò)越大。因而，應(yīng)盡也許縮短加熱帶長(zhǎng)度 ，而且，不要在遠(yuǎn)離測(cè)量端處加熱，以削減分流差錯(cuò)。
（3）熱電偶絲的電阻
當(dāng)鎧裝熱電偶的直徑相同時(shí)，分流差錯(cuò)將隨熱電偶絲的電阻增大而增加。因而， 選用電阻小的熱電偶絲更好。例如：直徑相同的S型鎧裝熱電偶同K型熱電偶比較，其分流差錯(cuò)削減40%。因而，可選用S型熱電偶測(cè)量爐內(nèi)溫場(chǎng)散布，費(fèi)用雖高，但較準(zhǔn)確。
（4） 絕緣電阻
高溫下氧化物的電阻率將隨溫度的增加呈指數(shù)下降,分流差錯(cuò)的巨細(xì)主要取決于高溫有些的絕緣功能,絕緣電阻越低,越簡(jiǎn)單發(fā)生分流差錯(cuò)。當(dāng)絕緣電阻增加10倍或削減至1/10時(shí)，其分流差錯(cuò)也隨之削減至1/10或增大10倍。為了削減分流差錯(cuò)，應(yīng)盡也許選用直徑粗的鎧裝熱電偶，增加絕緣層厚度。如果上述措施無效時(shí)，只好選用裝配式熱電偶。
3.4 短程有序構(gòu)造改變（K狀況）的影響
K型熱電偶在250℃—600℃溫度范圍內(nèi)運(yùn)用時(shí)，因?yàn)槠滹@微構(gòu)造發(fā)生改變，形成短程有序構(gòu)造，因而將影響熱電勢(shì)值而發(fā)生差錯(cuò)，這就是所謂的K狀況[3]。它是Ni—Cr合金特有的晶格改變，當(dāng)Cr含量在5—30%范圍內(nèi)存在著原子晶格的有序 無序改變。由此而導(dǎo)致的差錯(cuò)，因Cr含量及溫度的不一樣而改變。將K型熱電偶從300℃加熱至800℃，每50℃取一點(diǎn)，測(cè)量該點(diǎn)電勢(shì)。在450℃時(shí)誤差***大可達(dá)4℃，在350—600℃范圍內(nèi)，均為正誤差。因?yàn)镵狀況的存在，使K型熱電偶在升溫或降溫檢定成果不一致，故在廉金屬熱電偶檢定規(guī)程中明文規(guī)定檢定順序：由低溫向高溫逐點(diǎn)升溫檢定。而且在400℃檢定點(diǎn)，不只傳熱效果欠安，難以達(dá)到熱平衡，而且，又剛好處于K狀況差錯(cuò)***大范圍。因而，對(duì)該點(diǎn)斷定合格與否時(shí)應(yīng)很穩(wěn)重。
Ni—Cr合金短程有序構(gòu)造改變的景象，不只存在于K型，而且，在E型熱電偶正極中也有此景象。可是，作為改變量E型熱電偶僅為K型的2/3。總歸，K狀況與溫度、時(shí)刻有關(guān)，當(dāng)溫度散布或熱電偶位置改變時(shí)，其誤差也會(huì)發(fā)生很大改變。故難以對(duì)誤差巨細(xì)作出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。
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