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测温元件本身引起的误差
点击次数:1482 发布时间:2016-08-08

1、测温元件本身引起的误差
测温元件通常采用接触法来测量温度,元件的接触直接导致了被测介质的温度产生影响,破坏了介质的表面热量,必然使部分热量传导到测温元件。例如:工作测温点与外部环境隔绝,测温点距
离隔绝层距离为l1,工作点环境温度t0与隔的外部环境温度t1有个温度差,测温元件安装固定必定和隔绝层、外部环境有接触,假设t0>t1,由于热传导的作用,测温元件的测温工作点温度t2必定小于工作点环境温度t0,这个差值t2-t0为沿测温元件方向的导热误差。根据传热学中表面有散热作用的等截面长杆的稳定导热理论,可以得到导热误差的关系式为:

a1,a2为管内外介质对测温管之间的换热系数;S1,S2为管内外两端测温管的截面周长,S1=S2=πd1;λ1,λ2为管内外两段测温管的导热率,λ1=λ1;A1,A2
为内外两段测温管的截面积,A1=A2;l1,l2为管内外测温管的长度。
由公式(1)可见:
(1)在测温元件在向外部环境导热的情况下误差不可能等于0。
(2)工作点环境温度与外部环境的温度差t0-t1越大,a2越大,测温误差越大。减小外部环境与工作点环境温度的误差,使得测温元件与外部环境的热交换减小,系数a2减小,因此可以减小测温误差。
(3)当测温元件与外部环境接触距离越大,双曲余弦eh(b1l1)、双曲正切th(b1l1)都增加,导热误差减小;当测温元件与外部环境接触距离减小,双曲余弦eth(b2l2)增加,测温误差也减小。
(4)当导热系数增加则a1,b1增加,为使误差减小,故在选择测温点时,应选在流通性较好的地方。
(5)增加S1/A1,使b1增加,可以使误差减小。而S=πd1;A1=π(d0+d1)δ/2(式中d0为测温管内径,d1为测温管外径,δ为测温管壁厚),所以要想增加S1/A1,就应该使测温元件的壁厚、外径精良减小,也就是说应该将测温元件探头要细,壁厚尽量要薄。
(6)测温元件材料的热传导率减小,误差就减小。因此测温管可采用导热性质不良的材料来制造。

本文来自:温度仪表

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