田 野
国电长源荆门热点厂，湖北 荆门 448000
摘要：热电联产和热阻是工业接触式温度测量中最常用的温度测量元素。在温度测量过程中，有各种各样的误差使测量的温度在一定程度上偏离了实际温度，包括热电联产和电阻传输误差、偏离配电板误差、仪表显示误差、反馈点误差等 由于安装和工作条件不同，引线电阻错误、影响错误、热电联产和耐热性可能导致错误。笔者分析总结了一些误差分析，供同行参考。
关键词：热电偶；热电阻；测温误差分析；方式探讨；
前言
温度必须在工业生产过程中进行监测，热电偶和热阻是最常用的温度监测传感器。温度介于-200到500 c之间时，通常使用Pt100铂热阻和Cu50铜热阻。铂热阻铜强度低，体积大，容易氧化高温，范围有限。热电偶主要用于温度在500 ~ 1800℃。k型热电偶具有良好的线性度、稳定的化学特性、较强的热功率和相对较低的价格，是测量氧化性气体的最佳选择。在现场测量温度时，温度测量往往不准确或不稳定，需要进行具体分析和处理。
一、误差分析
1.热电偶或热电阻测温系统中存在的误差
（1）温度计刻度错误。热电联产的分配通常采用一种标准分配表，该表是根据国家代表发电厂生产的产品的计量结果编制的，同时考虑到各种因素，这不可避免地与热电联产的实际热值相矛盾。此外，导线的不规则性和不稳定性可能导致错误，标准热电联产的传输错误也可能导致错误。补偿熔接痕错误。补偿线是一种导体，由具有类似热电特性的材料组成，用于将热电联产的冷端延伸到所需的位置。冷端温度在0 ~ 100℃范围内，补偿线引起的误差很小；当温度超过100 c时，补偿导体产生的热功率与该温度下热电联产产生的热功率大不相同，误差大大增加。因此，必须将冷端温度限制在0 c到100 c之间。其他错误。其他错误是由于与使用条件不符而产生的错误。主要是由于热电偶保护管的污损和使用一段时间后减少的氧化或热电偶损坏造成的误差。
（2）显示计数器错误。它以仪器精度的形式给出。热阻测量系统是由热阻和显示仪器组成的接触温度测量系统。系统误差包括电阻温度系数α与R0调节引起的误差之差。电阻比例误差。由于电阻-温度计数器也用于热阻，因此实际热阻与计数器中的电阻之间的差异可能会导致等级错误。受绝缘电阻影响的错误。热阻检测线缠绕在由云母、陶瓷、塑料等材料组成的骨架周围。这些材料在高温下的绝缘强度会大幅降低，从而降低耐热性并导致测量误差。只有在材料选择合理，制造工艺严格的情况下，高温保温强度才能满足要求。电阻自加热引起的错误。当热阻通过电流时，热阻温度会略微升高，因此测量的温度始终高于测量的温度。由热阻引线引起的错误。测量温度时，电阻和显示计数器之间的电线电阻会导致温度测量错误。三导线和四导线系统通常用于消除布线错误。显示计数器错误。它以仪器精度的形式给出。
2.响应时间引起的误差
温度测量元件需要一定的回应时间才能达到测量的温度。使用温度测量元件测量快速变化的温度时，元件的温度变化无法追踪测量的温度变化，因此会发生一定的错误。当测量的温度接近阶梯式变化时，测量项的温度随时间线性变化，导致实际变化和测量的变化之间存在时间偏差。温度测量项的热响应时间越长，时差越长，温度越高为了改善此错误并减少时间偏移。所以，降低温度测量元件的热端体积，以降低热端吸收的热容量。元件绝缘线束由比热更小且导热性更好的套管材料组成。当满足设计强度时，外径应尽可能小。必须在测量端和壳之间填充导热性材料，或者测量材料的热端必须直接连接到壳或暴露出来，以减少在测量端传输过程中的热量消耗。只有温度测量元件和测量的介质之间的接触面才会增加，以增加导热系数。
3.热电偶绝缘导致的误差
热电偶温度测量是使用两种不同导电材料的闭合环。当两侧温度不同时，闭合环产生热能和电流。为了测量温度，必须事先了解温度和热功率之间的关系。
当保护管或配线柜中的污物或残留盐过多时，热电偶电极与保护管之间的绝缘不良会导致高温影响增大，从而可能导致热量损失和干扰，有时误差可能高达100 ℃，必须实际隔离或隔离热电偶和套管，以确保套管不会影响热电偶的热功率。清洁高温高压套管内壁，防止其他杂质和污物在热电偶和套管之间造成不良绝缘。为了减少外部环境造成的氧化物等因素对热电联产电势的影响，必须密封连接板或保持环境清洁。
4.外部环境对测温元件的影响导致的误差
长期使用温度测量元件后，热电偶电极可能会腐蚀、氧化或不规则，从而导致热电偶的热电学性质发生变化。如果变化很大，其准确性将受到严重影响。解决这一问题的主要方法是保护热电偶连接盒，使连接盒的出口和盖板由橡胶连接密封，以避免丢失和损坏，从而有效减少腐蚀和氧化环境对时间测量元件的影响因为灰尘、粉煤灰等附着在绝缘线束的外部面上，温度测量元件的热阻会增加，从而防止导热并延迟反应。此时，温度测量分量与测量温度的实际值不同。因此，测温元件保护管外部必须清洁，以减少误差。高频磁场环境引起的错误。热电材料通常是具有一定电导率的合金材料。如果测温环境位于高频磁场中，一定的回旋电流发生在热电偶末端，一定的回旋电流损耗发生。尽管这些线圈的损耗很小，但由于热电偶末端尺寸较小，损耗密度可能很高，导致末端温度急剧上升。
二、误差原因分析与处理
1.接头处理不当
通常，温度传感器和其他设备之间的连接仅封装在绝缘带中，以便于使用。此类连接会增加接触电阻，从而导致热电阻温度升高。对于热电偶，如果连接器在电压转换为电流之前，则表明冷侧电路的电阻增大，电路电压降增大，且测量的温度较低。连接器必须焊接，无论是多线热阻还是双线热电偶。锡焊接不仅简单实用，而且连接牢固，接触强度低，避免氧化。一般热阻引线一般比较细，焊接后容易折断或拉动，因此焊接需要特殊处理。在连接器和热电阻引线末端封装一个小铜零件，并在焊接过程中将其与薄铜零件焊接在一起。但是要注意不要焊接柔软薄的铜片。此薄而灵活的铜零件不仅具有电气连接和传导功能，还可以弯曲到无缝末端，从而降低了热电阻引线断裂的风险。焊接后，使用热塑料管制作热塑性材料，最后用绝缘胶带包裹。
2.信号导线氧化
在温度测量设备中，连接信号线的端子或连接器在不同程度上氧化。铜线的氧化程度和颜色因铜线中的其他金属和氧化物而异。在室温下，铜氧化过程缓慢，产生红铜氧化物，在非常薄的保护层被破坏后很快就会形成，从而提高接触强度。如果管理不善，接触电阻较大，电流通过时产生热量，产生黑色氧化铜，接触电阻进一步提高。如果连接器或连接端子长期暴露在空气中，铜将氧化为蓝色碱性碳酸铜-绿色或硫酸盐如果下雨或潮湿，电线的氧化可能会增加。如果通过潮汐将导线接地，电阻会立即增大，仪器会达到全比例，从而触发相关的联锁设备。因此，应事先采取防雨措施，避免在潮湿环境中测量温度。为了确保测量的准确性，接头必须焊接，并且导线应尽可能处于干燥和通风的环境中。
结束语
综上所述，在实践中，需要详细分析测量误差的原因，根据误差原因合理安装温度测量元件，正确形成和使用温度测量系统，尽量减小各种误差的影响，使温度测量准确可靠。
参考文献：
[1]林德杰.电气测试技术[M].北京：机械工业出版社，2008.
[2]王媛媛.无氧铜线氧化变色的原因及其解决办法[J].电线电缆，1995(6)：5.
[3]林鸿辉.两线制多路远传温度监测仪设计与应用[J].自动化仪表，2007，28(增1)：118-120，125.
[4]杨卫英.矿用多芯供电电缆中动力芯线对信号芯线的电磁干扰[J].2000，25(4)：427-429.
[5]王兆安，黄俊.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2000：67.
[6]王煜东.传感器及应用[M].北京：机械工业出版社，2003.