Faktor utama yang mempengaruhi ralat pengukuran termokopel

Faktor utama yang mempengaruhi ralat pengukuran termasuk kedalaman pemasukan termokopel, masa tindak balas, sinaran haba dan galangan haba.
1. Kesan masa tindak balas
Prinsip asas pengukuran suhu sentuhan ialah elemen pengukur suhu mesti mencapai keseimbangan terma dengan objek yang diukur. Oleh itu, adalah perlu untuk mengekalkan tempoh masa tertentu semasa pengukuran suhu untuk mencapai keseimbangan terma antara kedua-duanya. Tempoh masa penahanan adalah berkaitan dengan masa tindak balas haba unsur penyukat suhu. Masa tindak balas haba terutamanya bergantung pada struktur dan keadaan pengukuran sensor, dengan perbezaan yang ketara. Bagi media gas, terutamanya gas pegun, keseimbangan perlu dikekalkan sekurang-kurangnya 30 minit atau lebih;
Untuk cecair, masa terpantas hendaklah sekurang-kurangnya 5 minit. Untuk tapak ujian yang sentiasa berubah suhu, terutamanya proses perubahan serta-merta, jika keseluruhan proses hanya 1 saat, masa tindak balas penderia dikehendaki berada dalam tahap milisaat. Oleh itu, penderia suhu biasa bukan sahaja gagal untuk mengikuti kadar perubahan suhu objek yang diukur, tetapi juga menghasilkan ralat pengukuran kerana ketidakupayaan untuk mencapai keseimbangan terma. Adalah lebih baik untuk memilih sensor dengan tindak balas yang cepat. Bagi termokopel, sebagai tambahan kepada pengaruh tiub pelindung, diameter hujung pengukur termokopel juga merupakan faktor utama, iaitu, semakin nipis wayar termokopel, semakin kecil diameter hujung pengukur, dan semakin pendek habanya. masa tindak balas. Ralat tindak balas haba unsur penyukat suhu boleh ditentukan oleh persamaan berikut.
Δθ{{0}}Δθ 0exp (- t)/ τ)
Dalam formula, t - masa pengukuran S,
Δθ- Ralat yang disebabkan oleh unsur penyukat suhu pada masa t, K atau darjah
Δθ Ralat disebabkan oleh unsur penyukat suhu pada masa 0- "t=0", K atau darjah
τ- Pemalar masa S
E - Asas logaritma semula jadi (2.718)
Oleh itu, apabila t{{0}} τ Apabila, maka Δθ=Δθ 0/e ialah 0.368,
Jika t{{0}} τ Bila, maka Δθ=Δθ 0/e2 ialah 0.135.
Apabila suhu objek yang diuji berada pada kelajuan tertentu Apabila (k/s atau darjah /s) naik atau turun, ralat tindak balas yang dijana selepas masa yang mencukupi boleh dinyatakan seperti berikut:
Δθ∞=- τ
Dalam formula Δθ∞- Ralat yang disebabkan oleh unsur penyukat suhu selepas masa yang mencukupi.
Seperti yang dapat dilihat daripada di atas, ralat tindak balas adalah berkaitan dengan pemalar masa( τ) Berkadar terus. Untuk meningkatkan kecekapan penentukuran, banyak perusahaan menggunakan peranti penentukuran automatik untuk menentukur termokopel masuk. Walau bagaimanapun, peranti ini tidak begitu lengkap. Bengkel rawatan haba Kilang Transmisi Automobil Kedua telah mendapati bahawa jika masa suhu malar pada 400 darjah tidak mencukupi untuk mencapai keseimbangan terma, adalah mudah untuk membuat kesilapan.

2. Kesan kedalaman sisipan
Pemilihan titik pengukuran suhu
Kedalaman sisipan b
Apabila termokopel dimasukkan ke dalam lokasi yang diuji, aliran haba akan dijana sepanjang arah panjang penderia. Apabila suhu persekitaran rendah, akan berlaku kehilangan haba. Menyebabkan ralat pengukuran suhu disebabkan ketidakkonsistenan suhu antara termokopel dan objek yang diukur. Ringkasnya, ralat yang disebabkan oleh pengaliran haba adalah berkaitan dengan kedalaman sisipan.
Kedalaman sisipan adalah berkaitan dengan bahan tiub pelindung. Disebabkan kekonduksian haba yang baik, kedalaman sisipan tiub pelindung logam hendaklah lebih dalam (kira-kira 15-20 kali diameter). Bahan seramik mempunyai prestasi penebat yang baik dan boleh dimasukkan lebih cetek (kira-kira 10-15 kali diameter). Untuk pengukuran suhu kejuruteraan, kedalaman sisipan juga berkaitan sama ada objek ukuran berada dalam keadaan statik atau mengalir. Sebagai contoh, pengukuran suhu cecair yang mengalir atau aliran udara berkelajuan tinggi tidak akan tertakluk kepada had di atas. Kedalaman sisipan boleh menjadi lebih cetek, dan nilai khusus harus ditentukan oleh eksperimen.
3. Kesan sinaran haba
Termokopel yang dimasukkan ke dalam relau untuk pengukuran suhu akan dipanaskan oleh sinaran haba yang dipancarkan oleh objek bersuhu tinggi. Dengan mengandaikan bahawa gas di dalam relau adalah telus, dan apabila perbezaan suhu antara termokopel dan dinding relau adalah besar, ralat pengukuran suhu akan berlaku akibat pertukaran tenaga.
Tenaga sinaran yang ditukar antara keduanya dalam satu unit masa ialah P, yang boleh dinyatakan seperti berikut:
P= σε (Tw4 Tt4) (2-3)
Dalam formula σ- Stefan Boltz pemalar
ε- Emisiviti
Tt - Suhu termokopel, K
Tw - Suhu dinding relau, K
Dalam satu unit masa, pertukaran tenaga antara termokopel dan gas sekeliling (suhu T) melalui perolakan dan pengaliran haba ialah P '
P ′= A (T-Tt) (2-4)
Dalam formula - Kekonduksian terma
A - Luas permukaan termokopel
Dalam keadaan biasa, P=P ′, dengan ralat:
Tt-T= σε (Tt4 Tw4)/ А (2-5)
Untuk kawasan unit, ralatnya ialah
Tt-T= σε (Tt4 Tw4)/ (2-6)
Oleh itu, untuk mengurangkan ralat sinaran haba, adalah perlu untuk meningkatkan pengaliran haba dan menjadikan suhu dinding relau Tw sedekat mungkin dengan suhu Tt termokopel.