分析热电偶温度计量的误差及解决措施

霍永强

摘 要：在工业的发展进程中，现如今我国的工业水准，已基本达到之前所预期的要求。在进行工业生产的时候，温度是其中的重要一大指标，实时监测和测定温度也成为生产中的重要操作。测定温度经常会用到相关的测温仪器。在测温仪器中最常用到的就是热电偶温度计。这项具有优良性能的仪器在使用过程中会存在或大或小的误差，对测定数据的标准性和可靠性有不良影响。消除或尽可能地控制热电偶温度计在使用过程中产生的误差，是目前存在于生产问题中的一大难题。

关键词：热电偶;温度计量误差;解决措施

前言：热电偶温度计是在工业生产中测量温度的优选仪器，在测量过程中具有一定的优势。热电偶温度计工作中能够与环境产生直接的接触。其结构相对简化，通过电信号的转导进行一部分操作。许多仪器要通过介质来传输相应的信号，这种传递过程中数据会存在较大偏差，电热偶温度计就避开了这种误差的产生。但还是会存在一些操作和保养问题，导致热电偶温度计的误差。

1.分析热电偶温度计量的误差产生原因

1.1热电偶安装不合理

热电偶温度计的安装问题是导致其计量出现误差的一大源头问题之一。由于热电偶温度计相对于其他的测温机器而言比较精确灵敏，它在设备的安装程序及稳定性能上的要求也比其他的测温仪器相对而言更加苛刻。在使用热电偶温度计进行温度计量的过程前，需要进行热电偶温度计量仪器的安装工作。在安装这项仪器的过程中，需要考虑到多种多样的可能性，才能将所有可能出现的安装误差都避免开来。安装所能引起的计量误差存在于多方面中，比如测量工作所处的地点地形地势，会对热电偶温度计的基础设置产生一定的影响。在宏观调控上，经度上的差异、纬度上的差异还有地势上的差异均会导致热电偶温度计的示数值发生变化。热电偶温度计所插入的深度也对其计数准确度产生较大的影响。待测物质及其周围环境所发生的关系也应该被考虑到。物质的导热性和传热性各不相同，所以在不同的环境温度和导热情况下，不同物质会产生不一样的温度效果。这就导致热电偶温度计量所计量的对象具有不确定性和可变性。这些加大了计量工作的难度，也增加了计量工作中可能产生的误差，对正常的测量工作產生不良影响。

1.2热电偶在导热方面及漏电疏漏等原因

在热电偶的周围，如果存在相应的导热性良好的物质或者是其他的可以放摄热辐射的电气设备，那么所得出的度数就会有所影响。热电偶温度计本身对于温度及其敏感，如果有具备导热性内容的物质在其中混淆，致使实际待测物体真实的温度发生变化，那么热电偶温度计的差值就会增大，不利于热电偶温度计的正常使用。热电偶温度计的漏电可能性也需要时时防备。热电偶温度计在被使用次数过多或使用时间过长的情况下，有可能结构会发生变化，其绝缘层有老化的倾向。如果这种情况被及时发现，一定要及时的对热电偶温度计的绝缘装置进行调整和更换，避免由于其漏电带来的对数据记录的影响和对工作人员生命财产安全的影响。

1.3热电偶的动态响应

热电偶温度计在工作的过程中需要格外注意其动态响应程序的启动。工作人员将热电偶温度计插入到待测物体中时，热电偶温度计的探头装置在与待测物体导热部分之间存在相应的电流交换及电压感应。当这种电流传导模式到达一定的程度或到达相应的平衡时，热电偶温度计才会进行温度的测量，将待测物体的温度显示出来。这就是其动态响应的过程，在此过程中，动态响应的间隔时间和反应程度，直接显示出了该热电偶温度计的灵敏程度。动态响应的时间越短，效果越好，则代表着热电偶温度计的灵敏度越高，它所测得的温度就相应的准确。当热电偶温度计的探头无法与被待测物质的显温部分达到某种电流交换，则其动态响应就会变得迟钝且低效。这种情境下，热电偶温度计的工作效率会大大降低，导致所测得的数据存在较大误差。

2.分析热电偶温度计量产生误差后的解决措施

2.1合理安装，位置及深度须推测精确

合理的安装热电偶温度计，是使热电偶温度计在工作过程中能够平稳工作且减小误差的基础。在安装前期，工作人员应该对待测物体的所在位置及热电偶温度计的感温装置所需要插入的深度进行具体的预估。综合以上种种因素，寻找出最适合其安置的位置和最适合温度计插入的深度。工作人员在进行安装仪器操作时，应该细数热电偶温度计的每一个零散部位，并且将它们按照相应的步骤合理组装。根据之前预估所推测出的计划，按步骤进行严格的执行。在仪器安装完毕后可以对仪器进行试运行操作。在试运行阶段，充分的记录每时每刻所产生的数据，并且估计其误差。再不断调整其位置及深度，以确保所记录的实验数据完整有效。将每一种待测物质的类型、所处位置及所插入的深度进行详细的记录，并且寻找其规律。在下一次的温度探测中，可以尽快地参考数据，将热电偶温度计的最佳安放位置及插入深度进行方案的拟定。这样做既节约了时间，又提高了工作效率。

2.2热电偶补偿导线的应用

在使用热电偶测温时，要求热电偶的参考端温度必须保持恒定。由于热电偶一般长度较短，导致热电偶参比端离被测对象很近。在这种情况下，参考端温度较高且波动幅度很大。因此为了降低参考端温度并使参考端活动趋于平稳，应该用较长的热电偶，把参考端延长到温度比较稳定的区域。考虑到热电偶参考端所处温度常在100℃以下，补偿导线在此温度范围内，具有与热电偶相同的温度-热电势关系，可以起到延长热电偶的作用，且价格便宜，宜于敷设。用较粗直径和电导率大的补偿导线代替热电偶线，可以减少热电偶回路电阻，以利于动圈式显示仪表的正常工作。在应用热电偶补偿导线时，所配用的补偿导线要在规定温度范围内与该型号热电偶拥有相同的热点特性。要时刻注意导线与热电偶衔接的部分温度不应超过所规定的温度最大值。在仪表、热电偶、补偿导线三者相连的步骤中，要仔细分辨正负极，和每个接口的温度是否相同，连接操作应规范。补偿导线的线径选择需要通过仪表的线路电阻要求来判断，确保相互适配，避免热电偶在工作期间无法发挥最大工作效率。

2.3对其动态响应问题进行细致地解决

由于动态响应是一个较为微观的过程，其动作效果也具有抽象化的特征，动态响应问题监测具备相当的困难。但是其表现形式是灵敏度，灵敏度是可以根据实际情况进行调整的。比如工作人员可以仔细分析每一步电热温度计的灵敏度是由什么因素引起的，应根据相应的因素进行逐个攻破，以求于提高热电偶温度计测温工作的灵敏度。如果需要加快灵敏度，温度计热传感的响应速度就需要被提升。这一点可以通过提升零间性能，适当改变接点结构来实现。减少反应滞后的时间，也是改善热电偶温度计灵敏度的重要步骤。在动态响应误差被降低到最小的时候，热电偶温度计整体性能和工作效率才会有明显的提升。提升热电偶温度计的动态响应，实际上是对其结构的细致化研究和对其部件的更新换代速度进行考验。研究部门也理应探索并制造出在配置热电偶温度计方面性能更加优良的零件原料，让使用热电偶温度计的计量过程更为准确可行。

3.结语

综上所述，热电偶温度计在投入使用前的安装问题需要谨慎的参考正确操作。对其导热性和漏电的可能也需要适时的检测，并且修正，使其能在正常的工作环境下进行工作。还有在操作过程中，观察其动态响应的相关步骤，如果存在着动态响应上的迟钝，则要及时对其进行整修。在日常的使用中也应注意对仪器的保养，避免由于仪器的损耗而产生不必要的误差。

参考文献：

[1] 冯岩.热电偶应用过程中计量问题解决方法研究[J].信息化建设，2016（06）.

[2] 张红.热电偶测温系统误差剖析及处理对策[J].安徽工程科技学院学报（自然科学版），2010（02）.