沈佳
无锡市计量测试院 江苏省无锡市锡山区 214101
摘要：热电偶在电力自动化控制工作中具有十分重要的作用，是普遍使用的温度传感设备。热电偶自身的结构较为简单，安装和使用阶段的复杂性较低，能够在众多领域中广泛使用。为了有效保障热电偶在使用阶段能够准确测温，确保使用进程中的安全、准确、高效，需要对设备的参数、使用方式进行详细分析，并且对使用过程中极易出现的设备误差问题进行分析，在确定其误差产生原因的基础上，进行科学的调试和检查，把握源头问题，进行全面解决。力求能够为热电偶的良好使用提供借鉴与参考。
关键词：热电偶；分度号；响应时间；测量误差
在我国电力系统、工业自动化行业中，热电偶能够有效测量设备温度，发挥了良好的效能。热电偶使用阶段的方式简单、结构便捷、温度测量精准性良好，在各行各业中都具有十分显著的作用。然而，也正是由于设备使用较为简单，安装方便等特点，造成工作人员未能够对设备进行深化研究，忽视了其中的隐患问题，影响识别正常运行。在本文的研究中将针对影响热电偶测量误差的一些因素进行分析，继而提出具有针对性地解决意见。
一、参考端温度没有得到完全补偿而引起的误差
热电偶设计过程中的参考端温度应在0℃左右，但是在实际使用中，这一温度节点便很难达到，需要借助恒温器、补偿电桥等形式帮助设备的温度稳定在既定阶段内。当实际温度检测的标准受到室温补偿的影响，且室温变化波动较大，难以恒定不变，就会造成二者之间感受到的温度不同，对测温的整体影响较大。使用室温修正的形式仅仅能够在现场检验中获得良好的效果，但是对精密设备的测量问题则难以胜任。如图1为现阶段使用较为广泛的热电偶设备。
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图1 热电偶设备
二、补偿导线使用不当引入的误差
补偿导线能够在热电偶温度参考端延长到较为稳定的温度阶段时进行修正和调整，此时的修正参考端变化也能够稳定在较小的范畴内。在本质意义上而言，这种调整形式并不能消除参考端温度不足0℃产生的误差，还需要结合其他的修正形式加以稳定。在使用补偿导线阶段，需要保证补偿导线的型号与热电偶设备的型号相适应，确保补偿导线的正负极与设备正负极相连，能够避免错误链接之后电阻增加的现象。与此同时，还应当保证补偿导线与热电偶之间的链接温度一致，且控制在0—150℃之间，避免产生较大的测量误差。如图2为补偿导线与热电偶的链接形式。
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图2 补偿导线与热电偶的链接形式
三、热电偶响应时间引起的误差
接触法测量温度的使用原理是将测温元件与测温对象之间达成热平衡，在测温阶段需要保证时间一致，避免时间差异影响温度测量，在测量阶段需要确保测温元件的热量相应稳定，这一数值的准确基于传感器的结构参数，结构形式不同、测量差异等等都会影响最后的测量效果。对于测量过程中的气体介质，尤其是静止气体介质，需要保证测量时间在30s以上，二者之间才能够达到平衡状态。对于测量过程中的液体介质，需要保证测量时间在5s以上。在温度不能够恒定的测量环境，或者是温度瞬间变化较快的情况下，则需要传感器自身性能稳定、测量结果准确。
如果在测量过程中能够忽视测量接触点与周围环境、设备辐射之间的关系、以及设备放热产生的热导与电阻，则热偶节点吸收的热量能够直接转变为测量接触点的温度变化。当温度测量的数值是不确定因素，随着测量环境不断变化，则需要设备能够直接反映出传感器的瞬间温度，需要热电偶的动态响应程度敏捷。
四、热阻抗问题引起的测量误差
热电偶使用的环境温度较高，使用期间一旦被测介质为气态，那么设备表面沉积的灰尘则会出现高温溶解现象，直接被烧熔在设备表面，严重影响保护管电阻。一旦被测介质是熔体，在使用阶段中则会产生大量残渣，造成设备相应时间延长，设备使用阶段的指示温度也会出现偏差，与设备当下温度相比较低。鉴于此，在设备正常检验维修之余，为了降低设备使用阶段的误差，还需要进行常规检查。例如，在进口铜熔炼炉的使用中，需要安装具有连续温度检查功能的热电偶，并且配置消耗性的测温装置，能够有效测量设备的使用温度。
五、热电偶劣化引起的测量误差
热电偶劣化指的是在热电偶使用一段时间之后，出现了日常磨损、老化等现象。热电偶制作的原材料是金属和合金，高温状态在热电偶自身的内部晶粒会出现膨胀现象。合金为原材料的热电偶中含有一定数量的杂质，高温影响下，其形状、位置都会出现变化。与此同时，在热电偶使用的过程中，对工作环境中的氧气也会出现反应。随着上述不同因素影响下的热电偶变化，会直接影响其敏感度、热电能，使用阶段出现的误差和劣化是不可避免的。
热电偶出现老化现象的主要原因与自身的性能和参数之间也存在显著联系。其主要原因有二，首先，热电偶在长期使用的过程中受到高温影响，自身的参数和性能出现变化；其次，测温环境中的温度、气体等对热电偶自身的作用，诱发热电级出现质变。可见，在使用阶段需要严格观察设备的温度误差变化，营造良好的使用条件，且需要定期对设备进行检验和维修，以延长设备的使用时间。
结束语：
根据上文研究的内容可知，热电偶在具体参数选择和应用阶段，存在众多隐患问题和潜在问题，主要表现为热电偶的分度号、测温点、插入深度、温度补偿等。在日后的热电偶传感器使用阶段，需要正确定位以上因素，并且以科学的形式使用，提升其测量的准确度，延长设备的使用时间。
参考文献
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