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热电偶稳定性受何影响

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2022-11-23 13:39:46

今天,小编将在这篇文章中为大家带来测试测量仪器热电偶的有关报道,通过阅读这篇文章,大家可以对它具备清晰的认识,主要内容如下。

一、热电偶补偿导线应用注意事项

1、补偿导线与热电偶的匹配

各种分度号的补偿导线只能与相同分度号的热电偶配用,否则可能欠补偿或过补偿。

当我们用K分度号的补偿导线配用N分度号的热电偶,将造成过补偿,显示温度偏高;反之,用N分度号的补偿导线配用K分度号的热电偶,将造成欠补偿,显示温度偏低。

2、补偿导线分度号和极性的判断

有时可根据资料所列补偿导线的材料、绝缘层及护套颜色判断,但由于国内新旧标准、IEC标准的规定有差异,用这个方法对补偿导线的分度号和极性常常难以准确判断。

最可靠最常用的方法是测试法,就是将补偿导线的两端剥去绝缘层,把两根导线绞合在一起制成热电偶的热端,放到沸腾的水中,两根导线的另一端与直流电位差计相连(不应该与动圈式直读mV 表相连,因测量时取电流其读数偏低),将测得的热电势与表1比较,与之最接近的即为补偿导线的分度号,根据电位差计的正负极可确定补偿导线的极性。由于测试时由补偿导线构成的热电偶的参比端温度不一定是0℃,例如是20℃,则所测热电势低于参比端为0℃的热电势值。以某种不明分度号的补偿导线为例,如参比端温度约20℃,测量值如在3.928±0.150mV范围内,则可判断这种补偿导线的分度号是K。3.928是K分度号热电偶100℃和20℃时热电势的差值,0.150是K分度号普通级补偿导线的允差。

3、补偿导线仪表盘接线点的位置

我们知道,补偿导线只是把热电偶的参比端延长,起到移动参比端位置的作用,延伸后的参比端温度应当恒定或配用本身具有参比端温度自动补偿的装置,否则仍可能因新的参比端温度变化引起测量误差。

比如在仪表盘内接线时,由于常用盘装显示器、记录仪本身因通电而发热,使其接线端子处的温度高于仪表盘接线端子处的温度。当热电偶的补偿导线引进仪表盘后,如果将其接到仪表盘的接线端子上,而仪表盘的接线端子与仪表接线端子间用铜线连接,则因上述温差存在将造成测量误差。所以最好将补偿导线跨过仪表盘的接线端子直接与仪表的接线端子相连。

4、补偿导线的线路电阻

对早期配热电偶的动圈式仪表来说,有5Ω、15Ω两种线路电阻的要求,当热电偶安装地点离动圈表较远时,或采用分度号K、N、E、J、T等包含有铜镍材料的补偿导线时,其线路电阻较大,选用时要注意选较大截面的补偿导线。比如选用外接15 Ω线路电阻 E分度号的动圈式仪表时,其配用的补偿导线截面为1.0 mm2、2.5 mm2 ,而对应的单位长度线路电阻分别为 1.25Ω/m和 0.5Ω/m, 则补偿导线的最大允许长度仅为 12 m和 30 m。设计时如不留心,这个长度很容易超过,造成测量误差。

二、热电极化学成分对热电偶稳定性的影响

按规程要求,新制的标准铂铑热电偶,所考核的热电稳定性,只是短期稳定性,没有充分消除热电偶的内应力。所以,在检定周期内,尽管不经常使用,送检时,有一些标准铂铑热电偶,仍然会出现超差。特别是标准铂铑30-铂铑6热电偶,因为两根热电极都是铂铑合金二元系元素,而在600℃~800℃、1 150℃~1 350℃之间铑升华,蒸发的铑会使热电极直径变细,热电极之间不仅相互污染,还会使固溶体中铑的含量发生偏析,造成单极热电动势发生变化,进而改变了它的热电特性,影响了热电偶的稳定性,甚至超差。另外还发现,有些超周期不经常使用的标准热电偶,热电动势也发生变化,产生误差,这是时效误差。这些都与偶丝的材料没有进行长期稳定性的考核有关。

两对热电极各8·04m,分别剪成2·01m一对,按规程要求,经轴向退火制成标准热电偶8支,再经过径向退火后进行检定。发现这8支标准热电偶相互之间不均匀性,能达到4μV,相当于0·34℃,这就是热电极化学成分发生偏析造成的。


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