热电偶产生测量误差的原因-传感器定义与理解

热电偶的结构虽然简单，但在使用中仍然会出现各种问题，会引起较大的测量误差。为了提高测量精度，减少测量误差，延长热电偶使用寿命，要求使用者不仅应具备仪表方面的操作技能，而且还应具有物理、化学及材料等多方面知识。热电偶的测量材料有多种，不同的材料测量范围不同，产品选型需要用户提供最高测量温度和常用测量温度，以及对测量精度的要求来确定采用什么材料的热电偶。
     一般来讲，热电偶产生测量误差的原因主要有以下三大方面。
     一、安装不当引入的误差
     安装仪表也是重要一环，我们必须加强重视，安装不好不但影响测量准确度，还有可能减少使用寿命，如热电偶安装的位置及插入深度不能反映炉膛的真实温度等，换句话说，热电偶不应装在太靠近门和加热的地方，插入的深度至少应为保护管直径的8～10倍；热电偶的保护套管与壁间的间隔未填绝热物质致使炉内热溢出或冷空气侵入，因此热电偶保护管和炉壁孔之间的空隙应用耐火泥或石棉绳等绝热物质堵塞以免冷热空气对流而影响测温的准确性；热电偶冷端太靠近炉体使温度超过100℃；热电偶的安装应尽可能避开强磁场和强电场，所以不应把热电偶和动力电缆线装在同一根导管内以免引入干扰造成误差；热电偶不能安装在被测介质很少流动的区域内，当用热电偶测量管内气体温度时，必须使热电偶逆着流速方向安装，而且充分与气体接触。
    二、绝缘变差而引入的误差
    这个原因是属于热电偶产品质量问题了。因此，我们要求生产过程中要把好产品质量关，一定要从原材料上抓好，如热电偶绝缘了，保护管和拉线板污垢或盐渣过多致使热电偶极间与炉壁间绝缘不良，在高温下更为严重，这不仅会引起热电势的损耗而且还会引入干扰，由此引起的误差有时可达上百度。选好材，才能做出好的产品。
    三、热惰性引入的误差
    这种情况相对较复杂，和现场很多因素有关。因此，产品选型时我们要充分考虑各种因素，由于热电偶的热惰性使仪表的指示值落后于被测温度的变化，在进行快速测量时这种影响尤为突出。所以应尽可能采用热电极较细、保护管直径较小的热电偶。测温环境许可时，甚至可将保护管取去。由于存在测量滞后，用热电偶检测出的温度波动的振幅较炉温波动的振幅小。测量滞后越大，热电偶波动的振幅就越小，与实际炉温的差别也就越大。当用时间常数大的热电偶测温或控温时，仪表显示的温度虽然波动很小，但实际炉温的波动可能很大。为了准确的测量温度，应当选择时间常数小的热电偶。时间常数与传热系数成反比，与热电偶热端的直径、材料的密度及比热成正比，如要减小时间常数，除增加传热系数以外，最有效的办法是尽量减小热端的尺寸。使用中，通常采用导热性能好的材料，管壁薄、内径小的保护套管。在较精密的温度测量中，使用无保护套管的裸丝热电偶，但热电偶容易损坏，应及时校正及更换。了解现场每个环节，了解测量要求，选择合适的仪表是我们生产厂家和仪表技术人员共同责任。

传感器定义与理解

中华人民共和国国家标准GB7665－2005，对传感器（Transducer/Sensor）的定义是：能感受被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。其中，敏感元件（Sensing element）是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件（Transducing element）是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。

■ 感受的被测量：压力p ■ 感受的被测量：压力 p

■ 敏感元件：真空膜盒 ■ 敏感元件：圆柱壳(谐振筒)

■ 转换元件：杠杆、电位器 ■ 转换元件：电磁检测线圈

■ 输出信号：电位器电压u ■ 输出信号：检测线圈的电压u(周期信号的频率f)

从三个方面来理解与把握：

1. 作用——测量，应用传感器的目的(功能)；

2. 工作机理——敏感元件，传感器技术的核心，研究、设计、制作传感器的关键；

3. 输出信号——适于测量的电信号。

关键词？

传感器的基本结构组成

传感器的基本结构组成示意图

敏感元件：传感器的核心

■ 敏感元件可以工作于开环状态

■ 敏感元件也可以工作于闭环状态

(责任编辑：admin)

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