在长度测量中减小温度引起的测量误差有哪些应注意些什么

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第2章2节长度测量(测量误差和数据处理)-2题库.ppt 43页
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测量误差产生的原因?
测量误差是不可避免的,但是由于各种测量误差的产生都有其原因和影响测量结果的规律,因此测量误差是可以控制的。要提高测量精确度,就必须减小测量误差。要减小和控制测量误差,就必须对测量误差产生的原因进行了解和研究。产生测量误差的原因很多,主要有以下几个方面:基准件误差、测量仪器的误差、调整误差、方法误差、测量力误差、环境误差、人为误差等。 2.8
测量误差和数据处理 2.相对误差是指测量误差除以被测量的真值:
f= δ / L 例如:
有两个被测量的实际测得值X1=100mm,X2=10mm,δ1=0.02mm,δ2=0.01mm,
则其相对误差为:
f1=δ1/ L1×100%=0.02/100×100%=0.02%
f2=δ2/ L2×100%=0.01/10×100%=0.1%
由上例可以看出,两个不同大小的被测量,虽然前者绝对误差大,但f1<f2,表示前者的精确度比后者高。
随机误差分布及其特点:
对称性:绝对值相等而符号相反的误差出现的概率相同。
单峰性:绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多。
y -概率密度
σ-标准偏差
δ-随机误差
e -自然对数的底=2.71828
依据概率论原理,正态分布曲线所包含的面积等于其相应区间确定的概率,即: 2.8.4
系统误差 系统误差与随机误差在性质上是不同的,它的出现具有一定的规律性,不能像随机误差那样依靠统计的方法来处理,而只能采取具体问题具体分析的方法,通过仔细的校验和精心的试验才能发现与消除。
在测量之前,应该尽可能预见到产生系统误差的来源,设法消除之。或者使其影响减少到可以接收的程度。
系统误差的来源一般可以归纳为以下几个方面: 由于测量设备、试验装置不完善,或安装、调整,使用不得当而引起的误差。 由于外界环境因素的影响而引起的误差。 由于测量方法不正确,或者测量方法所赖以存在的理论本身不完善而引起的误差。
由此可得出结论Ⅱ:间接测量值的标准偏差等于该函数对各变量在给定点上的偏导数与其相应测得值标准偏差乘积之平方和的平方根。
函数误差(间接测量误差分析与处理)
直接测量中,测量结果的总误差要受测量器具误差、测量方法误差、温度误差、人员误差的共同影响。
间接测量中,测量结果
的误差受各间接量
测量误差的间接影响。
,其中y 为测量结果,
为影响测量结果误差的影响因素,那么有
——因素xi 对测量结果y的误差传递系数 或 (2-19) 标准偏差公式: 实验标准偏差公式:
例如大型轴的加工中,用“弦长弓高法”间接测量轴的直径是一个二元函数的例子。
算术平均值的标准偏差公式: 2.8.6 重复性条件下测量结果的处理 例:对某轴重复测量10次,测量结果见下表(单位:mm)。假设测量列中不含系统误差和粗大误差,且测量的标准偏差未知,试用实验估计法估计测量的标准偏差,写出测量结果。 0 504.570 ∑ -0.002 50.455 10 +0.001 50.458 9 +0.001 50.458 8 -0.001 50.456 7 +0.002 50.459 6 +0.001 50.458 5 -0.003 50.454 4 +0.002 50.459 3 +0.002 50.459 2 -0.003 50.454 1 残差vi 测得值li 序号i 解:n =10 ① 计算算术平均值 ② 计算各测得值的残余误差 ③ 估计单次测量的标准偏差 * 2.8
测量误差和数据处理 测量仪器误差?
测量仪器误差是指由于测量仪器本身存在的误差而引起的测量误差。具体地说,是由于测量仪器本身的设计、制造以及装配、调整不准确而引起的误差, 一般表现在测量仪器的示值误差和重复精度上。 ?
设计计量器具时,因结构不符合理论要求,或在理论上采用了某种近似都会产生误差。例如,在光学比较仪的设计中,采用了当α为无穷小量时,sinα≈α的近似而产生的误差;若将标尺的不等分刻线用等分刻线代替,就存在计量器具设计时的原理误差。 ?
制造以及装配、调整不准确而引起的误差,如测量仪器测量头的直线位移与测量仪器指针的角位移不成比例、测量仪器的刻度盘安装偏心、刻度尺的刻线不准确等等。 ?
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如何测量物体的长度?应注意什么?
如何测量物体的长度?应注意什么?
详细方法以及测量时易出的错误
⑤记录测量结果时,要标注单位。 (四)说明 !。任何测量都存在着误差。或许有的同学会认为物体的末端恰好对着刻度线,测量的结果应是准确的,是估读就不可能非常准确。④读取数值时要估读出最小刻度的下一位数,μm。(通常刻度尺的单位标注是用符号表示,为使学生能顺利观察刻度尺,找出错误的原因!!测量中有时估计偏大,有时会偏小,这样多次测量值的平均值更接近于真实值。知道误差和错误有区别。 (二)教具 !,改用&quot?(不一样,且尺子越厚,两次读数差别越大)。这两个读数哪一个对?(都不对)。怎样读才能得到正确的数值。测量中、反面,然后要求学生把三角板反着用(即有刻度的一面朝上)。) !。应告诉学生,才是被测物体的长度,比较两条线段和两个圆面积的大小,这时末端读数与起点刻度之差,应介绍单位的代表符号。) ,确定以哪条刻度线做测量的起点;明确最小刻度值,了解应估读到哪一位数字。②刻度尺放置应立在被测物体的面上,得到准确的数据!长度是最基本的物理量,在生产、生活中,在物理实验中经常要测量长度。(举例)测量长度的方法和仪器有许多种!2。测量结果的记录应由数字和单位组成。对于任何物理量的测量结果!测量任何物理量都必须规定它的单位。学生已经知道&米&quot,说用这组数是无用的?继而举例说明,对于时间长短;着放正,回答视觉总是可靠吗。错误是应该而且可能避免的。 !,就是纸条的宽。如果要求测量更精确些。其实,任何刻度线都有一定的宽度、温度高低等。①测量前先观察刻度尺,看零刻度是否磨损,通过多次测量取平均值以减小误差;,容易被忽视,要提醒学生注意。)由此可见,测量中存在误差是不可避免的。 !。 !!误差和有效数字的理论比较深,在本节课不宜涉及过多。仅让学生知道由于估读出最小刻度值的下一位数,就必然存在误差。知道估读的数字是有意义的,它能告诉我们真实值在哪个范围,它跟它前面的数字都是有效的。应该告诉学生,在计算平均值时,有效数字的位数要跟测量值的位数相同。,帮助学生总结出正确使用刻度尺的规则。首先分清三角板的正,其中求平均值的方法!示教刻度尺、分米、厘米、向右偏,除了估读的误差外,还有其他原因造成的误差。如仪器本身不准确:让学生观察刻度尺,并依次回答课本上的问题。关于量程和取小刻度值;是长度单位。在将零刻度对准被测物体的一端时!!通过列举事例使学生对米、分米,只有标明单位数据才有意义。 5!通过学生的议论。可按实际测量的过程总结。 ,也要严肃认真,要有正确的操作规则,才能做好实验测量。它们的代表符号分别是km,dm一)教学目的 !。学生在测量时,故意让学生身体向左偏.正确记录测结果 !.正确使用刻度尺 !.知道读数时要估读最小刻度的下一位数字。 !,重复上面的测量。 ,应给学生以简单的解释。零刻度有磨损的刻度尺,不能歪斜。(应使刻度尺面垂直被测物体表面,学生还不理解这些立体几何术语,也要按这一规则去做,cm,mm。米的代表符号是m。其他常用的长度单位有千米、弹簧秤!列举几个无单位数字!!②刻度尺的使用:学生对刻度尺比较熟悉,环境温度、湿度变化的影响等!!刻度尺使用规则的表述,涉及立体几何术语,数学中应回避,经常需要对各种物理量做出准确的判断.测量(着重讲测量的意义) ,自认为都会使用,能正确地记录测量结果。 !,有时甚至会出错误。 !,再让学生用尺子量量、末两端,让学生回答两次读数是否一样!3,简单而有效,这是由于没有按规则去做而造成的,米是国际统一的长度基本单位,由于视线的偏斜而导致测量......
观察它的零刻线是否磨损.其次,观察它的量程和分度值,量程和分度值(2)“放“:测量时尺要沿着被测物体,尽量靠近被测物体,即视线不能斜歪.测量所能达到的准确程度就是由刻度尺的分度值决定的.(2)放.若零 刻线磨损时,不可再把它的零刻线作为测量的起点:使用前要注意观察它的零刻线是否完整,即尺的位置应放正.一是使刻度尺的零刻线与被测物体的边缘对齐,还要根据测量的 要求选择恰当的刻度尺. 时间的单位及换算注意:(1)“看“,这时可在刻度尺上任选一刻度线作为测量的起点 线;二是刻度尺应与被测 物体的边平行,即沿着被测长度;三是对于较厚的刻度尺. 分度值越小,准确程度越高,视线应与尺面垂直. (4)读,即读数,除读出分度值以上的准确值外,还要估读出 分度值的下一位数值(估计值) . (5)
记, 记录测量结果应包括准确值, 估计值和单位. 友情提示:在事先没有给定 刻度尺时,应使刻度线贴近被测物体. (3)看量物体的长度:(1)认,就是认识刻度尺.首先
方法:(1)认,就是认识刻度尺.首先,观察它的零刻线是否磨损.其次,观察它的量程和分度值.若零 刻线磨损时,不可再把它的零刻线作为测量的起点,这时可在刻度尺上任选一刻度线作为测量的起点 线. 分度值越小,准确程度越高.测量所能达到的准确程度就是由刻度尺的分度值决定的.(2)放,即尺的位置应放正.一是使刻度尺的零刻线与被测物体的边缘对齐;二是刻度尺应与被测 物体的边平行,即沿着被测长度;三是对于较厚的刻度尺,应使刻度线贴近被测物体. (3)看,即视线不能斜歪,视线应与尺面垂直. (4)读,即读数,除读出分度值以上的准确值外,还要估读出 分度值的下一位数值(估计值) . (5) 指记录. 记, 记录测量结果应包括准确值, 估计值和单位. 友情提示:在事先没有给定 刻度尺时,还要根据测量的 要求选择恰当的刻度尺. 时间的单位及换算注意事项(1)“看“:使用前要注意观察它的零刻线是否完整,量程和分度值(2)“放“:测量时尺要沿着被测物体,尽量靠近被测物体,不用磨损的零刻线(3)“读“:读数时视线要与尺面垂直,在精确测量时要估读到最小分度值的下一位.
什么层次的 不好回答
如何测量物体的长度?应注意什么?——
量物体的长度: (1)认,就是认识刻度尺.首先,观察它的零刻线是否磨损.其次,观察它的量程和分度值....测量物体长度应注意什么——
1.学会用刻度尺测量物体的长度,能正确地记录测量结果。2.知道读数时要估读最小刻度的下一位数字。3....测量物体长度读数时应该注意什么?——
零刻度对准 视线水平用刻度尺测量物体的长度时要注意什么——
使用刻度尺测量物理长度时,一般要注意以下几点: (1)看刻度尺的零刻线是否磨损。如已磨损应从其他清晰...使用刻度尺测量物体的长度时要注意什么——
要从零刻度对起如果尺子的刻度“0”不清楚了,可以怎样测量物体的长度呢?——
(1)跳过零刻度,从清楚的地方开始测量, (2)跳过零刻度,从清楚的地方开始测量,测出的读数减去跳过...  摘 要:长度测量工作在当今社会发展中的应用越来越广泛,不管是在工业生产和施工建设领域,都广泛使用。但是就实际长度测量工" />
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温度误差对长度测量的影响分析
  摘 要:长度测量工作在当今社会发展中的应用越来越广泛,不管是在工业生产和施工建设领域,都广泛使用。但是就实际长度测量工作开展现状而言,由于各种因素的限制使得整个测量工作水平不高。温度误差作为长度测量准确度的主要影响因素,这里我们有必要对其产生原因和相关预防措施进行分析。 中国论文网 /8/view-6916977.htm  关键词:温度误差;长度测量;检定;尺寸   中图分类号: TH161 文献标识码:A   我们通过一个小小的实验可以发现温度对长度测量的影响相当大。在实验中通过把一个尺寸较大的物体置放在光学计量仪器下面,对好位置,然后用手或者其他高温物体接触测量物体,等到温度传递给测量目标的时候,我们从目镜中可以明显的观察到标尺上的刻度会迅速的增加,在一两分钟之内甚至会增加好几个微米。这一试验表明,在日常测量工作中温度对测量准确度的影响非常突出,因此我们有必要在长度测量工作中提前做好相关温度处理工作,以保证测量准确度。   1 温度误差的形成原因分析   温度误差是影响长度测量精确度的主要因素,在当前工作中对其进行研究和分析势在必行。为了有效确保量值的统一,在工作中要尽可能的选择温度在20℃的时候进行测量,以减少因为温度过高或者过低而造成的温度测量误差情况。为了更好的减少温度误差,我们有必要对温度误差的产生原因进行分析。在过去多年的工作实践中我们发现,温度引起的长度误差主要可以从下面几个方面分析。   (1)当测量工件环境温度与测量设备的温度大致相同且都是20℃的时候,由此引发的长度测量误差几乎为零,可以说是不存在的。这也说明这一温度环境是长度测量的最佳温度。   (2)在测量中,虽然测量工件表面温度与设备的温度大致相同,但是由于环境温度低于或者高于20℃,这个时候的温度误差和测量工件的尺寸成正比关系。   (3)虽然被测量工件与设备表面的温度相同,但是由于二者本身都受到温差的影响而内部发生了转变,那么两者之间的平衡状态被打破,使其温度差为零,这个时候的温度误差也极小,我们也可以将其忽略。   (4)当被测量工件的温度为20℃而测量工具的温度部位20℃的时候,其误差的存在与测量器具温度、标准温度以及线性系数等内容相关,且这些环节之间都村子这正比关系。   2 长度测量工作中温度误差的消除方法   要想在目前的工作中更好的减少因为温度误差而造成的长度测量故障问题,在目前工作中普遍选择了一个合理的温度环境和应用流程。在测量工作中,整个工作的开展应当具备相应的温度条件,这一条件取决于额温度测量精度、尺寸、材质等方面的要求。由于我们目前工作中对于长度测量中温度要求内容包含以下几个方面,因此在工作中需要我们认真、系统的进行分析。   (1)在工作中提前确定标准温度的允许偏差值。尤其是在工厂长度侧脸工工作中,对于计量时测量一般都是提前对室内温度进行测量,在确保室内温度在20℃左右的情况下进行长度测量。如果在测量工作中出现温度差异较大,那么只能够开展误差在0.02mm以上的长度测量工作。这种测量工作还仅仅是工厂测量中的一般选择,而对于那些特殊要求的工件进行测量的时候,应当尽可能的选择温度较为恒定的情况进行测量。这是因为在长度测量中,温度误差越大,被测工件的尺寸误差也就越大,因此工作中必须要严格控制温度误差,提前对测量环境的温度进行控制。当测量工件的标准器具出现膨胀系数较大的时候,这个时候对于温度误差的控制力也较低,因此在工作中为了更好的减少温度误差,应当选择与工件膨胀系数相同的标准器具。   (2)保证温度环境的稳定性是目前工作的关键,它通过对测量环境每小时温度变化规律来进行分析的,这种情况下对环境温度的稳定性要求非常严格,一旦温度稳定性出现不允许范围之外,那么整个允许误差必然会发生一定的变化,这种变化不单单表现在工厂尺寸设计上,而且还在整个精度上有着密切的关系。因此,在测量的时候整个测量温度变化不得超过0.5℃。同时,这个时候我们要高度重视室内温度的保持情况,要将室内温度测量同现场测量结合起来,从根本上控制室内温度,提高设备测量精度和测量准确性的工作目的。   (3)在测量的时候,工件表面的温度必须要与标准间温度相一致,这种测量背景下整个工件长度才能够达到预计工作标准的要求,并且能充分的发挥测量设备与测量件本身的性能。这种测量条件下,等温过程也就是我们常说的将被测量工件与测量设备置放在同一温度条件下,以便达到提高测量精度的目的。但需要注意的是,在测量的时候对测量标准器件必须要只放在同一个环境当中,且要及时的控制环境的温度。比如在大铸铁平板上进行等温时时间要长一些,以保证等温一致,在空气中等温时,要减少空气流动,保证温度的恒定。   3 在现场长度测量中如何减少温度误差的影响   在现场测量中不要把标准器如卡尺从工具室拿出后就进行测量,而是把标准器与工件重叠放置在一起,并放在大平板上进行等温后再进行测量。一般精度测量中,平板恒温时间可参考下列数据长度在一米以下时进行1.5h,长度在1m~3m时进行2h,长度在三米以上时进行3小时。对于体积比较大的工件或标准器的等温一般要求24h恒温,这是因为工件内部的温度总要滞后于表面和室内的温度,这是应特别注意的。在工厂的生产安排中要给检测部门留出足够的恒温时间以免影响测量结果的准确度特别是精密测量及需要检测部门仲裁时,更要注意温度的影响因素,给检测部门留出足够的时间进行恒温,保证测量结果的准确度。   结语   近些年来,随着我国科技进步力度的不断加大和加工行业的进一步发展,如何才能在工件生产中保证工件表面精度已成为业界关心的重点,也是当今测量行业面临的首要难题。在这种背景下,为了检测数据准确,我们要共同努力把环境温度误差控制在合理的范围内,这是我们长度检定人员在日常检定工作中要长期坚持的一项重要工作,让我们共同努力,不断提高检测水平。   参考文献   [1]顾耀宗.长度计量基础知识讲座(四十二)第四十二讲方箱[J].上海计量测试,2013(05).   [2]王顺利,李晓宇.关于影响立式金属罐油品静态计量准确性因素的分析[J].计测技术,2013(05).   [3]申晓玲.关于长治市长度计量工作现状剖析及对策研究[J].计算机光盘软件与应用,2014(18).
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热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。热电偶在测量中,会出现哪些误差?如何解决?
热电偶热电特性不稳定的影响
热电偶在生产过程中,偶丝经过多道缩径拉伸在其表面总是受玷污的,同时,从偶丝的内部结构来看,不可避免地存在应力及晶格的不均匀性。因淬火或冷加工引入的应力,可以通过退火的方法来基本消除,退火不合格所造成的误差,可达十分之几度到几度。它与待测温度及热电偶电极上的温度梯度大小有关。廉金属热电偶的偶丝通常以“退火”状态交付使用,如果需要对高温用廉金属热电偶进行退火,那么退火温度应高于其使用温度上限,插入深度也应大于实际使用的深度。贵金属热电偶则必须认真清洗(酸洗和四硼酸钠清洗)和退火,以清除热电偶的玷污与应力。
不均匀性的影响
一般来说热电偶若是由均质导体制成的,则其热电势只与两端的温度有关,若热电极材料不是均匀的,且热电极又处于温度梯度场中,则热电偶会产生一个附加热电势,即“不均匀电势”。其大小取决于沿热电极长度的温度梯度分布状态,材料的不均匀形式和不均匀程度,以及热电极在温度场所处的位置。造成热电极不均匀的主要原因有:在化学成分方面如杂质分布不均匀,成分的偏析,热电极表面局部的金属挥发,氧化或某金属元素选择氧化,测量端在高温一的热扩散,以及热电偶在有害气氛中受到玷污和腐蚀等。在物理状态方面有应力分布不均匀和电极结构不均匀等。&&&&&& 在工业使用中,有时不均匀电势引起的附加误差竟达30℃这多,这将严重地影响热电偶的稳定性和互换性,其主要解决方式就是对其进行检验,只使用在误差允许范围内的热电偶。
热电偶不稳定性的影响
不稳定性就是指热电偶的分度值随使用时间和使用条件的不同而起的变化。在大多数情况下,它可能是不准确性的主要原因。影响不稳定性的因素有:玷污,热电极在高温下挥发,氧化和还原,脆化,辐射等。若分度值的变化相对地讲是缓慢而又均匀的,这时经常进行监督性校验或根据实际使用情况安排周期检定,这样可以减少不稳定性引入的误差。
参考端温度影响及修正方法
热电偶的热电动势的大小与热电极材料以及工作端的温度有关。热电偶的分度表和根据分度表刻度的温度显示仪表都是以热电偶参考端温度等于0℃为条件的。在实际使用热电偶时,其冷端温度(参考端) 不但不为0 ℃,而且往往是变化的,测温仪表所测得的温度值就会产生很大误差,在这种情况下,我们通常采用如下方法来修正。
热电势补正法
由中间温度定律可知,参考端温度为tn时的热电势EAB(t,tn)=EAB(t,t0)-EAB(tn,t0)。所以,用常温下的温度,只要测出参比端的温度tn,然后从对应电偶的分度表中查出对应温度下的热电势E(tn,t0),再将这个热电势与所实测的E(t,tn)代数相加,得出的结果就是热电偶参比端温度为0度时,对应于测量端的温度为t时的热电势E(t,t0)最后再从分度表中查得对应于E(t,0)的温度,这个温度就是热电偶测量端的实际温度t。在计算机应用日益广泛的今天,可以利用软件处理方法,特别是在多点测量系统或高温测控中,采用这种方法,可很好的解决参比端温度的变化问题,只要随时准确的测出tn,就可以准确得到测量端温度。同时还充分应用了对应热电偶的分度表,并对非线性误差得到了校正,而且适应各种热电偶。
调仪表起始点法
由于仪表示值是EAB(tn,t0)对应于热电势,如果在测量线路开路的情况下,将仪表的指针零位调定到tn处,就当于事先给仪表加了一个电势EAB(tn,t0),当用闭合测量线路进行测温时,由热电偶输入的热电势EAB(tn,t0)就与EAB(t,tn)叠加,其和正好等于EAB(t,t0)。因此对直读式仪表采用调仪表起始点的方法十分简便。
采用补偿导线把热电偶的参考端延长到温度较恒定的地方,再进行修正。从本质上来说它并不能消除参考端温度不为0℃时的影响,因此,还应该与其它修正方法结合才能将补偿导线与仪表连接处的温度修正到0℃。此时参考端己变为一个温度不变或变化很小的新参考端。此时的热电偶产生热电势己不受原参考端温度变化影响, EAB ( T、T10 ) 是新参考端温度T10 (不等于℃) ,且T10 为一常数时所测得热电势, TAB( T、T10 ) 是参考端温度T0 = 0 ℃时,工作端为T10时所测得热电势(热电偶分度表中可查出) 。
使用补偿导线时,不仅应注意补偿导线的极性,还应特别注意不要错用补偿导线,同时应注意补偿导线与热电偶连接处的两端温度保持相等,且温度在0-100℃(或0-150℃)之间,否则要产生测量误差。
参考端温度补偿器
补偿器是一个不平衡电桥,电桥的3 个桥臂电阻是电阻温度系数很小的锰铜丝绕制的。其阻值基本上不随温度变化而变化,并使R1 = R2 =R3 = 1Ω。另一个桥臂电阻Rt 是由电阻温度系数较大的铜绕制而成,并使其在20 ℃时Rt = R1 =1Ω ,此时电桥平衡,没有电压输出,当电桥所处温度发生变化时, Rt 的阻值也随之改变,于是就有不平衡电压输出,此输出电压用来抵消参考端温度变化所产生的热电势误差,从而获得补偿。(注:我国也有以0℃作为平衡点温度的)当温度达到40℃(即计算点温度)时桥路的输出电压恰好补偿了热电偶参比端温度偏离平衡点温度而产生的热电势变化量。
对电子电位差计,其测量桥路本身就具有温度自动补偿的功能,使用时无需再调整仪表的温度起始点。除了平衡点和计算点外,在其他各参比端温度值时只能得到近似的补偿,因此采用冷端补偿器作为参比端温度的处理方法会带来一定的附加误差。
传热及热电偶安装的影响
由于热电偶测温是属于接触式测量,当热电偶插入被测介质时,它要从被测介质吸收热量使自身温度升高,同时又以热辐射方式和热传导方式向温度低的地方散发热量,当测量端各外散失的热量等于自气流中吸收的热量时即达到动态平衡,此时热电偶达到了稳定的示值,但并不代表气流的真实温度,因为测量端环境散失的热量是由气流的加热来补偿,也就是说测量端与气流的热交换处于不平衡状态,因此,它们的温度也不可能具有相同的数值。测量端与环境的传热愈强,测量端的温度偏离气流温度也愈大。
热辐射误差
热辐射误差产生的原因是热电偶测量端与环境的辐射热交换所引起的,这是热电偶与气流之间的对流换热不能达到热平衡的结果。减少辐射误差的办法,一是加剧对流换热,二是削弱辐射换热。
具体方法有:
尽量减少器壁与测量端的温差,即在管壁铺设绝热层;
在热电偶工作端加屏蔽罩;
增大流体放热系数,即增加流速,加强扰动,减小偶丝直径或使热电极与气流形成跨流等。
在测量高温气流的温度时,由于沿热电偶长度存在温度梯度,故测量端必然会沿热电极导热,使得指示温度偏离实际温度。导热量相差越多,相应的误差就越大,因此凡能加剧对流和削弱导热的因素都可以用来减少导热误差。
具体方法有:
将热电偶垂直安装改成斜装或弯头处安装,安装时应注意使热电偶的端对着气流方向,并处在流速最大的位置上;
选用热电偶和支杆导热系数较小的材料。
测量系统漏电影响
绝缘不良是产生电流泄漏的主要原因,它对热电偶的准确度有很大的影响,能歪曲被测的热电势,使仪表显示失真,甚至不能正常工作。漏电引起误差是多方面的,例如,热电极绝缘瓷管的绝缘电阻较差,使得热电流旁路。若电测设备漏电,也能使工作电流旁路,使测量产生误差。由于测量热电势的电位差计都是低电阻的,因此它对绝缘电阻的要求并不高,影响热电势测量的漏电主要是来处被测系统的高温,因为热电偶保护管和热电极的绝缘材料的绝缘电阻将随着温度升高而下降,我们通常所说的铠装热电偶的“分流误差”就属这类情况。一般是采用接地或其它屏蔽方法。对铠装热电偶的分流误差我们通常是以增大其直径;增加绝缘层厚度;缩短加热带长度;降低热电偶的电阻值等方法来降低误差的。
动态响应误差
热电偶插入被测介质后,由于本身具有热惰性,因此不能立即指示出被测气流的温度,只有当测量端吸、放热达到动态平衡后才达到稳定的示值。在热电偶插入后到示值稳定之前的整个不稳定过程中,热电偶的瞬时示值与稳定后的示值存在着偏差,这时热电偶除了有各种稳定的误差外,还存在由热电偶热惰性引入的偏差,即动态响应误差。克服这类误差的方法,一是确定动态响应误差,予以修正;二是将动态响应误差减少到允许要求的范围之内,此时可认为T测=T气。
短程有序结构变化(K状态)的影响
K型热电偶在250-600℃范围内使用时,由于其显微结构发生变化,形成短程有序结构,因此将影响热电势值而产生误差,这就是所谓的K状态。这是Ni-Cr合金特有的晶格变化,当WCr在5%-30%范围内存在着原子晶格从有序至无序为。由些引起的误差,因Cr含量及温度的不同而变化。一般在800℃以上短时间热处理,其热电特性即可恢复。由于K状态的存在,使K型热电偶检定规程中明文规定检定顺序:由低温向高温逐点升温检定。而且在400℃检定点,不仅传热效果不佳,难以达到热平衡,而且,又恰好处于K状态误差最大范围。因此,对该点判定合格与否时应很慎重。Ni-Cr合金短程有序结构变化现象,不仅存在于K型,而且,在E型热电偶正极中也有此现象。但是,作为变化量E型热电偶仅为K型的2/3。总之,K状态与温度、时间有关,当温度分布或热电偶位置变化时,其偏差也会发生很大变化。故难以对偏差大小作出准确评价。
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