热电偶测温误差解析和解决方案

    在现代化生产装置里，普遍都使用热电偶或热电阻来测量温度，与热电阻相比，热电偶结构较复杂，使用条件苛刻，本文结合生产装置一个温度测量回路的介绍，分析了测量误差产生的原因，提出解决的办法，仅供参考。

    热电偶在测温过程中，有时会出现误差，下面我们主要来分析一下它的误差主要表现在哪些方面。

    分度误差：分度误差是指热电偶分度时产生的误差，其值不得超过zui大允许误差。它主要由标准热电偶的传递误差和测量仪表的基本误差组成。前者可通过标准热电偶的温度修正值来消除或降低；后者是由热电偶的实际热电特性与分度表的偏差造成的。因为热电偶的热电特性是随材料成分、结晶结构与应力而变化的，即使分度号相同的热电偶，它们的热电特性也不能*一致。这种偏差对一般工业热电偶的测量足可以忽略不计的，但若用于精密测量，则应用校验方法进行修正。
    对于有统一分度表的标准化热电偶，分度的结果就是给出与分度表相比较的偏差值；对于非标准化热电偶，分度的结果是给出温度和热电势的对应关系，即热电特性。它可用表格或曲线表示。按照规定条件使用时，热电偶分度误差的影响同其他误差相比相对较小；但若超出规定范围使用，则误差较大，所以应对热电偶进行定期检定。

    冷端温度引进的误差：除平衡点与计算点外，在其他各点的冷端温度均不能得到*补偿，由此产生的误差各热电偶均不相同。如铂铑一铂热电偶在正常工作条件下约为±0. 04 mV；镍铬-镍硅热电偶约为±0.16mV；镍铬-康铜约为±0.18mV。

    补偿导线的误差：在规定的工作范围内，它是由于补偿导线的热电特性与所配热电偶的热电特性不*相同所造成的。若补偿导线使用不当，如未按规定使用或正负极接错等，将使误差显著增加。

    热交换所引起的误差主要由以下3方面组成：
    1. 热平衡不充分所造成的误差：实际测温时，热电偶热端末与被测对象充分接触，未达到热平衡而造成的误差。
    2. 动态测温误差：当被测对象温度变化时，由于温度传感器固有的热惯性和仪表的机械惯性，使温度计示值不能迅速跟踪其变化而造成的误差称为动态测温误差。它属于动态测温中的难题，通常以前者为主。被测对象温度变化越快，动态测温误差越大。
    3. 热损失：热损失指沿电极方向的导热损失和保护管向周围环境的辐射换热损失。它主要取决于沿电极方向的温差、被测介质与周围环境的温差和插入深度

解决方案：

1.应定期检定效准，保证仪表的度等级。

2.对于快送变化的温度，由于测温元件的热憜性，动态误差可能很大，必须采用小惯热电偶或选取采样数率较高的仪表解决。采用导热性能好的材料做保护管，管壁要薄，内径要小。减小保护管与热电偶测量端之间的空气间隙。增加测量端介质的流速，加快对流传热。

3.把热电偶的引线接在铁管内，并将铁管接地。把热电偶悬空，热电偶不与炉壁的耐火砖接触。把参考端接地，在热电偶（或补偿导线）输出端的一端，通过一个容量足够大的电容接地。用屏蔽的方法，可使泄漏的电流经过金属屏蔽物直接接地，不在流入测量回路，从而消除干扰误差。

4.在管壁外面敷设绝热层，减小管壁与被测介质的温差。减小保护管的外径以及保护管、热电极的黑度(辐射)系数。在热电偶管壁间加装防辐射罩，以减小之间的直接辐射。增加被测介质流经热电偶测量端的流速，增加对流传热。

5.热电偶处于能够真正代表被测介质温度的地方。热电偶应有足够的插入深度，一般不少于热电偶保护管外径的8～10倍。防止热损失。保护管露外部应尽可能短，并加保温层。若被测介质具有负压，热电偶安装必须严格密封，以免外界冷空气进入影响测量的准确性。安装地点，应尽量避开其热源、强磁场、电场的干扰。

6.热电偶保护管与炉壁之间的空隙应使用绝热物堵塞，避免炉温的热辐射，使参考端保持在100℃以内。

总结

　　通过对热电偶误差的分析，了解掌握误差产生的原因，误差发生后能够及时解除，保证热电偶温度测量的准确可靠。