關于鉑銠熱電偶的常見應用問題及解決方案解析
來源:www.ideal-ng.com作者:發表時間:2019-07-01【小中大】
鉑銠熱電偶結構中的常見錯誤與冷端補償有關。如果估計錯誤,相同的誤差將被轉移到溫度測量。對于最簡單的測量,熱電偶線連接到銅,遠離測量溫度的熱點或冷點; 然后假設冷端處于室溫,但該溫度可以變化。
連接應該以可靠的方式進行,但是有許多可能的方法來實現這一點。對于低溫,可以釬焊或焊接接頭; 然而,可能難以找到合適的焊劑,并且由于焊料的熔點低,這可能不適合于傳感結。因此,參考和延伸結通常用螺釘端子塊制成。對于高溫,常見的方法是使用耐用材料進行點焊或壓接。關于熱電偶的一個常見的神話是,必須在不涉及第三種金屬的情況下干凈地制造接頭,以避免不必要的添加EMF。這可能是由于另一個常見的誤解,即在結處產生電壓。事實上,結點原則上應該具有均勻的內部溫度; 因此,結處不會產生電壓。沿著導線以熱梯度產生電壓。
熱電偶產生的信號很小,通常是微伏。精確測量該信號需要一個具有低輸入失調電壓的放大器,并注意避免電壓表自身內部的熱量EMF。如果鉑銠熱電偶導線由于某種原因(接合處接觸不良或用于快速熱響應的非常細的導線)具有高電阻,則測量儀器應具有高輸入阻抗以防止測量電壓的偏移。熱電偶儀器的一個有用功能是同時測量電阻并檢測接線或鉑銠熱電偶接頭處的故障連接。

冶金等級
雖然熱電偶線的類型通常用其化學成分來描述,但實際目的是生產一對遵循標準化的電線E(T) 曲線。
雜質對每批金屬的影響不同,產生可變的塞貝克系數。為了匹配標準行為,鉑銠熱電偶線制造商會故意混入額外的雜質來“摻雜”合金,補償源材料的不受控制的變化。因此,根據熱電偶行為所要求的精度水平,有標準和特殊等級的熱電偶線。精密等級只能以匹配對的形式提供,其中一根導線經過修改以補償另一根導線的不足。
熱電偶線的一種特殊情況被稱為“延伸等級”,旨在將熱電電路承載更長的距離。延長線遵循規定的 E(T)曲線但由于各種原因,它們不是設計用于極端環境,因此在某些應用中它們不能用于傳感結。例如,延長線可以是不同的形式,例如具有絞合結構和塑料絕緣的高度柔性,或者是用于承載許多熱電偶電路的多線電纜的一部分。對于昂貴的貴金屬鉑銠熱電偶,延長線甚至可以由完全不同的,更便宜的材料制成,其在降低的溫度范圍內模仿標準類型。
熱電偶老化
熱電偶通常在高溫和反應爐氣氛中使用。在這種情況下,實際壽命受熱電偶老化的限制。用于測量非常高的溫度的鉑銠熱電偶中的導線的熱電系數可能隨時間變化,并且測量電壓相應地下降。只有當每根導線均勻(成分均勻)時,結的溫差與測量電壓之間的簡單關系才是正確的。隨著熱電偶在一個過程中老化,由于極端或長時間暴露于高溫引起的化學和冶金變化,它們的導體會失去均勻性。如果鉑銠熱電偶電路的老化部分暴露于溫度梯度,則測量的電壓將不同,從而導致誤差。
老化的熱電偶只是部分改性; 例如,不受爐外部件的影響。因此,老化的熱電偶不能從其安裝位置取出并在浴缸或測試爐中重新校準以確定誤差。這也解釋了為什么當老化的熱電偶被部分拉出爐子時有時會發現誤差 - 當傳感器被拉回時,老化的部分可能會看到隨著老化部分現在通過冷卻器而暴露于從熱到冷的升高的溫度梯度耐火區域,對測量造成重大誤差。同樣地,如果被進一步推入爐中,則被推入爐中更深處的老化鉑銠熱電偶有時可提供更準確的讀數,導致溫度梯度僅在新部分中發生。
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