热电偶温度测量误差的六大常见原因

2021-08-04 来源：www.weilianchina.com 次

热电偶温度测量误差的六大常见原因

热电偶温度传感器因其多功能性和易用性而成为工业应用中zui受欢迎的温度测量仪器之一。但是，可能会出现测量误差。本文讨论了导致热电偶错误的六个zui常见原因。

热电偶是稳健的温度测量设备，其精度足以满足许多工业和科学应用的需求。与其他温度测量技术相比，热电偶相对便宜，因其能够测量广泛的温度范围而受到重视：从 –200° 到 +1250°C。

热电偶温度传感器测量温差，而不是绝对温度。两根电线，每根由不同的金属制成，在尖端连接。这是测量结。在另一端，电线连接到一个已知温度的物体，称为参考结。热电偶通过测量两个结点之间的电压差来工作，这由塞贝克效应解释。测量的电压被转换为温度单位，温度读数显示在设备上或传输到远程位置。

尽管热电偶是可靠的，但由于各种原因可能会出现温度测量错误。以下是导致热电偶测量错误的六种zui常见原因，以及纠正方法：

1、在变送器上选择错误类型的热电偶

如果在安装过程中将设置输入到变送器中时选择了错误的热电偶类型，则可能会遇到问题。这是一个常见的错误，因为有多种类型的热电偶——K、J、N、E、T、R、S 和 B 型——每种都有不同的范围、精度和电输出。

解决方案：几乎所有的热电偶都按类型进行颜色编码，因此您通常只需要确认热电偶护套的颜色并匹配变送器上的设置即可。

2. 热电偶延长线的相关问题

如果不小心把热电偶温度传感器引线的极性接反了，会因引线两端的温差而导致测得的温度不正确。这个问题是可以理解的，因为红色是正电荷的常用颜色，而热电偶电缆中的红线通常包含负信号。这种着色是热电偶的 ANSI 标准，但这并不是大多数人所期望的。

解决方案：仔细检查连接，如有必要，更换热电偶引线。

3. 合金的固有变异

没有两批电线是完全一样的。由于合金百分比在每个制造过程中略有不同，因此热电偶精度的一些误差是不可避免的。标准热电偶在测量结点处的实际温度误差在大约 1% 以内，这对于大多数应用来说已经足够准确了。

解决方案：订购带有特殊限制线的热电偶，可以将精度提高两倍。这些线材以zui高公差制造，以确保尽可能少的杂质和zui大的合金比例一致性。

4. 参考结连接周围的温度变化

由于热电偶测量温差，因此具有已知温度的参考结（冷结）周围的任何温度波动都会导致错误的温度读数。

解决方案：确保参考结附近没有风扇或其他冷却或加热源。简单的绝缘也可以保护接头免受极端温度的影响。

5. 热电偶在多个位置接地

热电偶应仅在一个位置接地。如果它在多个位置接地，则可以通过电流从一个接地流过热电偶到另一个接地来创建“接地回路”。这可能会产生电磁场，从而导致与射频干扰相关的问题，从而影响测量精度。

解决方案：将发射器（连接头）或控制器/记录器接地，但不能同时接地。选择在输入、输出和接地之间具有内部隔离的变送器通常提供足够的隔离以消除接地环路。也可以使用回路隔离器，可以将其放置在回路接线电路中以防止这种情况发生。

6. 热电偶稳定性

虽然热电偶是可靠的温度测量设备，但它们确实会随时间漂移。zui大暴露温度、循环测量和循环频率会影响冶金，从而产生漂移，通常是向下漂移。不幸的是，这种漂移无法预测，但 1-5°C 的误差很常见。

解决办法：唯一的解决办法是根据用户的经验定期更换热电偶。
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