為測(cè)量度,熱電偶在使用過程中,應(yīng)注意如下問題:
1)熱電偶的校正
不同的熱電偶由不同的溫度電勢(shì)關(guān)系。校正的目的就是求出此關(guān)系曲線,以將熱電偶的熱電勢(shì)(mV)轉(zhuǎn)換成溫度(℃)。此外,熱電偶在使用過程中,由于受氧化、腐蝕等,使熱電偶的熱電特性發(fā)生變化,測(cè)量誤差越來越大:為了使溫度的測(cè)量能定的度,必須定期校正熱電偶。當(dāng)其變化超過規(guī)定的誤差范圍時(shí),可以更換熱電偶絲或把原來熱電偶的熱端剪去段,重新焊接后再使用,但使用前必須重新進(jìn)行校正。
熱電偶的校正是項(xiàng)比較重要的工作。根據(jù)規(guī)定的技術(shù)條件,各種熱電偶必須在下表中規(guī)定的溫度點(diǎn)進(jìn)行校正。各溫度點(diǎn)的大誤差不能超過允許的誤差范圍,否則不能使用。具體校驗(yàn)過程和方法可參考有關(guān)資料。
2)熱電偶的冷端溫度補(bǔ)償
在測(cè)溫過程中,只有當(dāng)熱電偶的冷端溫度保持不變時(shí),熱電偶的輸出信號(hào)才反映被測(cè)溫度的變化。在應(yīng)用中,由于熱電偶的熱端與冷端相距很近,冷端又暴露于大氣中,容易受到周圍環(huán)境(溫度波動(dòng))的影響;因此,冷端溫度難以保持恒定。為此,必須采取冷端溫度補(bǔ)償措施。常用的處理方法有下列幾種:
表:常用熱電偶校正允許誤差
分度號(hào) | 熱電偶材料 | 校驗(yàn)溫度點(diǎn)/℃ | 熱電偶允許偏差 | |||
溫度/℃ | 偏差/℃ | 溫度/℃ | 偏差/℃ | |||
S | 鉑銠-鉑 | 600,800,1000,1200 | 0~600 | ±2.4 | >600 | l占所測(cè)熱電勢(shì)的±0.4% |
K | 鎳鉻—鎳硅(鎳鋁) | 400,600,800,1000 | 0~400 | ±4 | >400 | 占所測(cè)熱電勢(shì)的±0.75% |
E | 鎳鉻—銅鎳 | 300,400,600 | 0~300 | ±4 | >300 | 占所測(cè)熱電勢(shì)的±1% |
(l)補(bǔ)償導(dǎo)線法。為了使熱電偶的冷端處于溫度固定或波動(dòng)較小的環(huán)境中,當(dāng)然可以把熱電偶做得很長(zhǎng),連同測(cè)量?jī)x表起置于恒溫或波動(dòng)較小的環(huán)境中。但存在兩方面的問題,其,安裝使用不方便;其二,有些熱電偶是貴重金屬,如果做長(zhǎng)了將很浪費(fèi)。這樣般是用種補(bǔ)償導(dǎo)線將熱電偶的冷端延伸出來。這種導(dǎo)線在定范圍內(nèi)(0~100℃)具有和所配用的熱電偶相同的熱電性能,其材料又是廉價(jià)金屬。對(duì)些廉價(jià)金屬制成的熱電偶則可用本身作為補(bǔ)償導(dǎo)線。
必須強(qiáng)調(diào)指出,只有當(dāng)延伸的冷端溫度恒定或配用冷端溫度自動(dòng)補(bǔ)償裝置時(shí),補(bǔ)償導(dǎo)線才有意義。此外,熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線連接處的溫度不應(yīng)超過iOOaC,否則也會(huì)由于熱電特性不同而帶來新的誤差。
(2)冷端溫度校正方法。熱電偶的熱電勢(shì)——溫度曲線是在冷端保持為0℃的情況下標(biāo)定的。如果熱電偶的冷端溫度雖已恒定,但只要不等于0℃,就必須對(duì)儀表的指汞值加以修正。在要求不高的情況下,可把顯示儀表的機(jī)械零點(diǎn)直接調(diào)到冷端溫度。
(3)冰浴法。為避免經(jīng)常校正的麻煩,可采用冰浴法使冷端溫度恒定在O℃,此法對(duì)實(shí)驗(yàn)室更適用。通常是把冷端放在盛有絕緣油的試管中,再將試管放人裝有冰水混合物的容器中。
(4)其他方法:在實(shí)際中,還有其他些冷端補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ@些方法的共同點(diǎn)是在熱電偶和顯示儀表中間插入個(gè)補(bǔ)償裝置。該補(bǔ)償裝置產(chǎn)生個(gè)與冷端溫度有關(guān)的電信號(hào),此信號(hào)與熱電偶的輸出信號(hào)相疊加,再輸入到顯示儀表上。使輸人信號(hào)不隨冷端溫度置主變化,從而起到補(bǔ)償作用。
3、熱電偶的插入深度
熱電偶在使用中,必須要足夠的插入深度,否則也會(huì)產(chǎn)生測(cè)溫誤差。般情況下,熱電偶插入被測(cè)對(duì)象的深度應(yīng)在150~300mm之間。