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铠装热电偶测量误差和注意事项
在现有的测温系统中，较—，因其结构简单，往往被误认为“热两根线，接上就完事”，其实并非如此。 热电偶的结构虽然简单，但在使用中仍然会出现各种问题。例如：安装或使用方法不当，将会引起较大的，甚至检定合格的热电偶也会因操作不当，在使用时不合格，在渗碳等还原性气氛中，如果不注意，K型热电偶也会因选择性氧化而**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。作者根据多年实践，并参阅有关资料较详细地介绍热电偶的测量误差及其。


1 铠装热电偶丝不均质影响


(1)热电偶材质本身不均质


热电偶在计量室检定时，按规程要求，插入检定炉内的深度只有300mm。因此每支热电偶的检定结果，确切的说只能体现或主要体现出从测量端开始300mm长偶丝的热电行为，然而，当热电偶的长度较长时，则大部分偶丝处于高温区，如果热电偶丝是均质的，那么依据均质定则，测量结果与长度无关。然而，热电偶丝并非均质，尤其是廉金属热电偶丝其均质性较差，又处于具有温度梯度的场合，那么其局部将热电动势，该电动势称为寄生电势。由寄生电势引起的误差称为不均质误差。


在现有的贵金属、廉金属热电偶检定规程中，对热电偶的不均质尚未作出规定，只有在热电偶丝材标准中，对热电偶丝的不均匀性有一定要求。对廉金属热电偶采用首尾检定法求出不均匀热电动势。正规热电偶丝材生产厂，均按国家标准要求，生产出不均匀热电动势符合要求的产品。


(2)热电偶丝经使用后产生的不均质


对于新制的热电偶，即使是不均匀热电动势能满足要求，但是，反复加工、弯曲致使热电偶产生加工畸变，也将失去均质性，而且使用中热电偶长期处于高温下也会因偶丝的劣化而引起热电动势变化，例如：插入工业炉中的热电偶，将沿偶丝长度方向发生劣化，并随温度增高，劣化增强，当劣化的部分处于具有温度梯度的场所，也将产生寄生电动势叠加在总热电动势中而出现测量误差。


作者在实践中发现有的热电偶经计量部门检定合格的产品(多为廉金属热电偶)到现场使用时却不合格。再返回到计量部门检定仍然合格，其中主要原因就是偶丝不均质引起的。生产热电偶的技术人员都切身体会到，热电偶的不合格率也随其长度的增加而增加。皆是受热电偶丝材不均质的影响。总之，由不均质即寄生电动势引起的误差，取决于热电偶丝自身的不均质程度及温度梯度的大小，对其定量较其困难。


2 铠装热电偶的分流误差


某集团渗碳炉用铠装热电偶，仅使用一周就不准了。为探讨原因，我们曾到现场考察，但未发现异常，只好从炉子上取下来经计量室检定结果合格。那么问题何在呢?最后，根据该支热电偶的现场安装，经研究发现，上述问题是铠装热电偶的分流误差造成的。


所谓分流误差即用铠装热电偶测量炉温时，当热电偶中间部位有**过800°C的温度分布存在时,因其绝缘电阻下降，热电偶示值出现异常的现象，称为分流误差。依据均质回路定则，用热电偶测温只与测量端与参考端两端温度有关，与中间温度分布无关。可是由于铠装热电偶的绝缘物是粉末状MgO，温度每升高100°C，其绝缘电阻下降一个，当中间部位温度较高时，必定有漏产生，致使在热电偶输出电势中有分流误差出现。


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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。作者根据多年实践，并参阅有关资料较详细地介绍热电偶的测量误差及其注意事项。


1 铠装热电偶丝不均质影响


(1)热电偶材质本身不均质


热电偶在计量室检定时，按规程要求，插入检定炉内的深度只有300mm。因此每支热电偶的检定结果，确切的说只能体现或主要体现出从测量端开始300mm长偶丝的热电行为，然而，当热电偶的长度较长时，则大部分偶丝处于高温区，如果热电偶丝是均质的，那么依据均质回路定则，测量结果与长度无关。然而，热电偶丝并非均质，尤其是廉金属热电偶丝其均质性较差，又处于具有温度梯度的场合，那么其局部将产生热电动势，该电动势称为寄生电势。由寄生电势引起的误差称为不均质误差。


在现有的贵金属、廉金属热电偶检定规程中，对热电偶的不均质尚未作出规定，只有在热电偶丝材标准中，对热电偶丝的不均匀性有一定要求。对廉金属热电偶采用首尾检定法求出不均匀热电动势。正规热电偶丝材生产厂，均按国家标准要求，生产出不均匀热电动势符合要求的产品。


(2)热电偶丝经使用后产生的不均质


对于新制的热电偶，即使是不均匀热电动势能满足要求，但是，反复加工、弯曲致使热电偶产生加工畸变，也将失去均质性，而且使用中热电偶长期处于高温下也会因偶丝的劣化而引起热电动势变化，例如：插入工业炉中的热电偶，将沿偶丝长度方向发生劣化，并随温度增高，劣化增强，当劣化的部分处于具有温度梯度的场所，也将产生寄生电动势叠加在总热电动势中而出现测量误差。


作者在实践中发现有的热电偶经计量部门检定合格的产品(多为廉金属热电偶)到现场使用时却不合格。再返回到计量部门检定仍然合格，其中主要原因就是偶丝不均质引起的。生产热电偶的技术人员都切身体会到，热电偶的不合格率也随其长度的增加而增加。皆是受热电偶丝材不均质的影响。总之，由不均质即寄生电动势引起的误差，取决于热电偶丝自身的不均质程度及温度梯度的大小，对其定量较其困难。


2 铠装热电偶的分流误差


某集团渗碳炉用铠装热电偶，仅使用一周就不准了。为探讨原因，我们曾到现场考察，但未发现异常，只好从炉子上取下来经计量室检定结果合格。那么问题何在呢?最后，根据该支热电偶的现场安装特点，经研究发现，上述问题是铠装热电偶的分流误差造成的。


所谓分流误差即用铠装热电偶测量炉温时，当热电偶中间部位有**过800°C的温度分布存在时,因其绝缘电阻下降，热电偶示值出现异常的现象，称为分流误差。依据均质回路定则，用热电偶测温只与测量端与参考端两端温度有关，与中间温度分布无关。可是由于铠装热电偶的绝缘物是粉末状MgO，温度每升高100°C，其绝缘电阻下降一个数量级，当中间部位温度较高时，必定有漏电流产生，致使在热电偶输出电势中有分流误差出现。

铠装热电偶的使用方法和使用事项
一、概述
铠装热电偶是将热电偶丝、绝缘材料和金属保护管三者组合装配后，经过拉伸加工而成的一种坚实的组合体。


具有能弯曲、耐高压、热响应时间快和坚固耐用等优点。


铠装热电偶通常和显示仪表、记录仪表、电子计算机等配套使用。直接测量各种生产过程中的0℃-1300℃范围


内液体、蒸汽和气体介质以及固体表面温度。


二、产品分类


防喷式铠装热电偶


防水式铠装热电偶


圆接插式铠装热电偶


扁接插式铠装热电偶


手柄式铠装热电偶


带补偿导线式铠装热电偶


三、产品特点


热响应时间少，减小动态误差；可弯曲安装使用；测量范围大；机械强度高，耐压性能好。


四、工作原理


铠装热电偶由两种不同成份的导体（称为热电偶丝材或热电极）两端接合成回路，当接合点的温度不同时，在回路


中就会产生电动势，这种现象称为热电效应，而这种电动势称为热电势。热电偶就是利用这种原理进行温度测量的，其中，


直接用作测量介质温度的一端叫做工作端（也称为测量端），另一端叫做冷端（也称为补偿端）；冷端与显示仪表或配套


仪表连接，显示仪表会指出热电偶所产生的热电势。


热电偶实际上是一种能量转换器，它将热能转换为电能，用所产生的热电势测量温度。


五、执行标准：IEC584GB/T16839-1997JB/T5582-1991


六、常温绝缘电阻


在环境温度为20±15℃，相对温度不大于80%，试验电压为500±50V（直流）电极与外套管之间的绝缘电阻≥1000MΩ.m

分类
露端式： 热响应时间短；适于测量发动机排气等 要求响应快的温度测量；机械强度较低。
接壳式 ：热响应时间短；公称压力大（可达34MPa）;不适用于有电磁干扰的场合。
绝缘式 ：热响应时间较前两种长，使用寿命长；抗电磁干扰；在对热响应时间无特殊要求的场合多采用此种形式。
分离式 ： 双支，避免信号干扰，其特点同绝缘式。
工作原理编辑
电偶是用两种不同成份的导体焊接在一起，两端温度不同时，在回路中就会有热电势产生，因此势电偶是通过测量电势从而测量温度的一种感温原件，它是一种变换器，它能将温度信号转变为电信号再由显示仪表显示出来。
热电偶测量温度的基本原理是热电效应，将两种不同成份的金属导体首尾相连接成闭合回路，如两接点的温度不等，则在回路中就会产生热电动势，形成热电流，这就是热电效应。热电偶就是将两种不同的金属材料一端焊接而成，焊接的一端叫做测量端，未焊接的一端叫做参考端，参考端在使用时通常恒定在一定的温度(如00C)当对测量端加热时，在接点处有热电势产生。如参考端温度恒定，其热电势的大小和方向只与两种金属材料的特性和测量端的温度有关，而与势电偶的精细和长短无关。当测量端的温度改变后，势电势也随之改变，并且温度和热电势之间有一固定的函数关系，利用这个关系就可以测量温度。
铠装热偶电极是两种不同成份的导体两端经焊接，形成回路，直接测温端叫工作端，接线端子端叫冷端，也称参比端。当工作端和参比端存在温差时，就会在回路中产生热电流，接上显示仪表，仪表上就会指示出热电偶所产生的热电动势的对应温度值。铠装热电偶的热电动势将随着测量端温度升高而增长，热电动势的大小只和热电偶导体材质以及两端温差有关，和热电极的长度、直径无关。铠装热电偶的结构原理是，是由导体、高绝缘氧化镁、外套不锈钢保护管，经多次一体拉制而成。铠装热电偶产品主要由接线盒、接线端子和铠装热电偶组成基本结构，并配以各种安装固定装置组成。