胡战武
中国核工业二三建设有限公司高温堆项目部 山东威海 264300
摘要：热电偶在使用过程中，由于受到各种因素的影响，经常出现测量误差的情况，因此温度测量结果的准确性也会显著降低。因此，应对热电偶测温误差的主要原因进行分析，并采取合理可行的方法和技术措施解决问题，尽量减小误差的概率，提高热电偶测温结果的准确性。
关键词：工作原理；处置技术；计量误差；温度计量；热电偶
引言：热电偶是现代常用温度测量装置，具有测量范围广、测量精准度高以及响应速度快等方面的优势，在温度计量中有着极为出色的表现。为对热电偶展开高质量运用，本文将以热电偶工作原理分析为切入点，对热电偶温度计量误差原因与处置方式展开全面性探究，旨在做好技术温度计量误差控制，保证测温活动开展精准度。
1热电偶测量温度的误差
1.1 热电偶热电特性不稳定所引起的误差
热电偶温度计在使用一段时间后，会受到使用环境的影响。其自身的热电性能会产生一定的变化，那么热电偶温度计测得的温度与实际温度有一定的偏差。影响热电偶稳定性的主要因素有: (1)被测材料对热电偶电极的污染和腐蚀; (2)热电极在外力作用下变形引起的变形应力; (3)温电极的微观结构在高温下发生变化。(4)热电极在空气中暴露于氧化等。
1.2热电偶不均匀性的影响
热电偶的均匀性是指热电偶电极材料的均匀性。例如，如果热电偶中的两个热电极材料是均匀的，热电偶回路就产生了。热电势与热电偶两端的温差正相关，与沿热电解槽长度方向的温度梯度无关。
1.3热辐射的影响
在用热电偶测量炉内温度时，炉内高温物体对热电偶热辐射的影响会导致热电偶温度升高。如果假设炉内的气体是透明的，当热电偶与炉壁之间的温差较大时，在能量交换之后，也会造成温度测量的误差。增加传热量可以有效地减少这种副反应，使炉壁温度与热电偶温度接近
1.4漏电误差
不少无机绝缘材料的绝缘电阻值随它本身温度的升高而减小。由于绝缘材料的绝缘不好，特别是在高温时，其绝缘性显著变差，因而可以分流热电动势的输出，另外也可能把被测对象所用之电源电压泄漏到热电偶回路中，这些都将造成漏电误差。为减少此误差，必须保证热电偶有良好的绝缘。
2计量误差产生原因
2.1 安装、传热
因为热电偶在使用时，会被直接插入到被测介质之中，所以其安装合理性以及传热性能等，均会对温度测量结果精准性产生直接影响。由于气流吸收热量与测量端各处散失热量达到平衡后，热电偶测量所得到的温度才是准确温度，因此如果两者之间无法达到平衡状态，两者温度存在明显差异时，便会产生计量误差。
2.2 热电动势
作为热电偶重要组成，热电极加工所选用材料，和热电动势大小有着极为紧密的联系。在运用热电偶实施温度测量时，参考端会处于不断变化的状态，并不会始终保持在同一数值，所以在运用仪表展开温度数值测量过程中，很容易会产生误差。
2.3 动态响应
动态响应问题指的是，在热电偶进入到被测介质之后，指示响应时间过长，严重超出标准时间的状况。由于响应时间和热电偶灵敏度有着直接关联，而灵敏度会受到环境温度条件以及元件构造等因素影响，所以在实施测量过程中，如果无法保持热电偶和被测物质温度变化的同步，便会引发动态响应问题，会造成测量数值出现严重偏差。
2.4热电特性不稳定引起的计量误差
（1）污秽与应力
通过对热电偶的生产工艺流程进行分析后发现，对偶丝进行加工的过程中，通常需要经过多道的缩径拉伸，由此不可避免地会使偶丝表面粘上一些污秽的物质。同时，在不断地缩径拉伸中，偶丝的内部结构会出现不均匀的应力，虽然淬火处理时引入的应力可以通过退火进行消除，但若是退火质量不达标，则会造成计量误差，其范围从十分之几度到几度不等，这个误差主要与热电极的温度梯度大小有关。
市面上常见的廉金属热电偶的偶丝在经过退火处理后，便会交付使用，若是采用较高的温度对此类热电偶进行退火则必须保证退火的温度
高于使用温度上限，并且插入深度也要大于使用深度，这样才能有效避免计量误差的产生。
此外，如果是贵金属热电偶，则应当在生产时，采用四硼酸钠进行清洗，以此来消除偶丝表面粘附的污秽及应力，从而避免计量误差的产生。
（2）不均匀性
如果热电偶采用均质的导体制作而成，那么其热电势主要与两端的温度有关，若是制作热电极的材料为非均质，则会使热电偶产生不均匀电势，而热电极长度的温度梯度分布情况决定了这个不均匀电势的大小，并且材料本身的不均匀程度也与不均匀电势的大小有一定关联。实践表明，不均匀电势引起的计量误差可以达到 30℃ 左右，因此，为避免这一问题引起的计量温差，应当选用均质导体对热电偶进行制作，并在使用前进行检验，确保误差在允许范围以内方可使用。
3误差处置技术
3.1动态响应误差处置
由于动态响应和元件灵敏度有直接关联，所以可通过提升元件灵敏度的方式，保证响应问题处理质量。技术人员可运用调小滞后时间、加速热传感响应速度两种方式，完成对误差的修正。根据以往校正经验，热电偶接触点体积大小和响应快慢有直接关联，在实施校正过程中，可以利用这一特点，通过对检测端外形实施改正的方式，保证热电偶接触点体积精细化程度，并要通过拓展和待测液接触面积的方式，有效缩短热响应滞后时长。同时需要通过对高反应速度热电偶传感器的运用，对响应速度实施有效控制，以便将热电偶各项性能更好地挖掘出来。
3.2热辐射、导热误差处置
3.2.1导热误处置
在运用热电偶实施较高温度气流测量过程中，会沿热电偶长度产生温度梯度，测量端会沿热电极出现导热状况，进而引发温度测量偏差。导热量差和误差大小成正比例关系，即导热量越大，误差数值也越大。在对此种误差实施处理过程中，可通过削弱导热或增加对流的方式，科学展开修正。在具体展开修正过程中，可通过适当延长径比的方式，配合热电偶倾斜安装，或通过将其安装在弯头位置的方式，保证气流方向和测量端可以保持在相对状态，且能够处于流速最大位置。在实施热电偶筛选过程中，需要尽量选择导热系数较小的材料，以防对测量形成干扰。
3.2.2热辐射处置
在管壁上展开绝热层铺设，做好测量端与管壁间温差控制。同时通过增强流体扰动或流速的方式，提升流体放热系数。此外还要通过缩短热电偶丝直径的方式，确保气流和热电极之间可以产生跨流，进而实现对误差问题的有效处理。
3.3热电动势处置
（1）该问题主要是因为参考端温度测量不准所造成的，所以在利用热电偶实施温度测量过程中，可通过对计算机相关软件的运用，对参考端温度展开实时检测，以便在获取准确数值之后，再展开后续测量操作。（2）因为热电偶温度显示数值和热电动势保持着对应状态，所以如果测量线路处于开路状态时，可通过对热电偶指针起始点实施调整的方式，通过增加电势，做好误差控制。即便线路处于闭合状态时，也可通过对起始点实施调整的方式，保证电动势处于叠加状态，进而获得准确数据。与其他处置方式相比，此种方式操作较为简单，且可行性较高。
结束语：通过本文对热电偶温度计量误差相关内容的分析，使我们对热电偶温度测量误差控制方式有了更加清晰的认知。鉴于热电偶在温度测量方面所具备的各项性能，在对热电偶技术展开使用时，需要对计量误差引起原因展开全面性分析，应按照分析结果展开误差控制方案编制，确保各项误差问题可以得到妥善解决，计量精准度可以达到相应标准要求，进而实现最佳热电偶温度测量模式。
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