De viktigste faktorene som påvirker målefeilen til termoelementer

Hovedfaktorene som påvirker målefeil inkluderer termoelementets innsettingsdybde, responstid, termisk stråling og termisk impedans.
1. Effekten av responstid
Det grunnleggende prinsippet for kontakttemperaturmåling er at temperaturmåleelementet må nå termisk likevekt med objektet som måles. Derfor er det nødvendig å opprettholde en viss tidsperiode under temperaturmålingen for å oppnå termisk likevekt mellom de to. Lengden på holdetiden er relatert til den termiske responstiden til temperaturmåleelementet. Den termiske responstiden avhenger hovedsakelig av strukturen og måleforholdene til sensoren, med betydelige forskjeller. For gassmedier, spesielt stasjonære gasser, bør likevekten opprettholdes i minst 30 minutter eller mer;
For væsker bør den raskeste tiden være minst 5 minutter. For teststedet i konstant endring av temperaturen, spesielt den øyeblikkelige endringsprosessen, hvis hele prosessen bare er 1 sekund, kreves det at responstiden til sensoren er på millisekundnivå. Derfor mislykkes vanlige temperatursensorer ikke bare å holde tritt med temperaturendringshastigheten til det målte objektet, men produserer også målefeil på grunn av manglende evne til å oppnå termisk likevekt. Det er best å velge en sensor med rask respons. For termoelementer, i tillegg til påvirkningen av beskyttende rør, er diameteren på måleenden av termoelementet også hovedfaktoren, det vil si jo tynnere termoelementtråden er, jo mindre er diameteren på måleenden, og jo kortere er dens termiske responstid. Den termiske responsfeilen til temperaturmåleelementet kan bestemmes av følgende ligning.
Δθ{{0}}Δθ 0exp (- t)/ τ)
I formelen, t - måletid S,
Δθ- Feilen forårsaket av temperaturmåleelementet ved tiden t, K eller grad
Δθ Feil forårsaket av temperaturmåleelement ved tidspunktet 0- "t=0", K eller grad
τ- Tidskonstant S
E - Grunnlaget for naturlige logaritmer (2.718)
Derfor, når t{{0}} τ When, så er Δθ=Δθ 0/e 0,368,
Hvis t{{0}} τ Når, så er Δθ=Δθ 0/e2 0,135.
Når temperaturen til det testede objektet har en viss hastighet. Når (k/s eller grad /s) stiger eller faller, kan responsfeilen som genereres etter tilstrekkelig tid, uttrykkes som følger:
Δθ∞=- τ
I formelen Δθ∞- Feilen forårsaket av temperaturmåleelementet etter tilstrekkelig tid.
Som det fremgår av ovenstående, er responsfeilen relatert til tidskonstanten( τ) Direkte proporsjonal. For å forbedre effektiviteten av kalibrering bruker mange bedrifter automatiske kalibreringsenheter for å kalibrere innkommende termoelementer. Denne enheten er imidlertid ikke veldig komplett. Varmebehandlingsverkstedet til Second Automobile Transmission Factory har funnet ut at hvis den konstante temperaturtiden ved 400 grader ikke er nok til å oppnå termisk likevekt, er det lett å gjøre feilvurderinger.

2. Virkningen av innsettingsdybden
Valg av temperaturmålepunkter
Innføringsdybde av b
Når termoelementet settes inn i det testede stedet, vil varmestrøm genereres langs sensorens lengderetning. Når omgivelsestemperaturen er lav, vil det være varmetap. Forårsaker temperaturmålingsfeil på grunn av temperaturinkonsistens mellom termoelementet og det målte objektet. Kort fortalt er feilene forårsaket av varmeledning knyttet til innstikksdybden.
Innføringsdybden er relatert til materialet til beskyttelsesrøret. På grunn av dens gode varmeledningsevne, bør innsettingsdybden til metallbeskyttelsesrør være dypere (omtrent 15-20 ganger diameteren). Keramiske materialer har god isolasjonsevne og kan settes inn grunnere (omtrent 10-15 ganger diameteren). For teknisk temperaturmåling er innstikksdybden også relatert til om måleobjektet er i statisk eller flytende tilstand. For eksempel vil målingen av temperaturen til en flytende væske eller høyhastighets luftstrøm ikke være underlagt begrensningene ovenfor. Innsettingsdybden kan være grunnere, og den spesifikke verdien bør bestemmes ved eksperimenter.
3. Virkningen av termisk stråling
Et termoelement som settes inn i ovnen for temperaturmåling vil bli varmet opp av den termiske strålingen som sendes ut av høytemperaturobjekter. Forutsatt at gassen inne i ovnen er transparent, og når temperaturforskjellen mellom termoelementet og ovnsveggen er stor, vil det oppstå temperaturmålefeil på grunn av energiutveksling.
Strålingsenergien som utveksles mellom de to innen en tidsenhet er P, som kan uttrykkes som følger:
P= σε (Tw4 Tt4) (2-3)
I formelen σ- Stefan Boltz konstant
ε- Emissivitet
Tt - Temperatur på termoelementet, K
Tw - Temperatur på ovnsveggen, K
I en tidsenhet er energiutvekslingen mellom termoelementet og den omgivende gassen (temperatur T) gjennom konveksjon og varmeledning P ′
P ′= A (T-Tt) (2-4)
I formelen - Termisk ledningsevne
A - Overflateareal av termoelement
Under normale forhold, P=P ′, med feilen:
Tt-T= σε (Tt4 Tw4)/ А (2-5)
For en enhetsareal er feilen
Tt-T= σε (Tt4 Tw4)/ (2-6)
Derfor, for å redusere termisk strålingsfeil, er det nødvendig å øke varmeledning og gjøre ovnsveggtemperaturen Tw så nær som mulig temperaturen Tt til termoelementet.