赵坤

摘 要：本文主要探究热电偶温度计量误差原因，提出处置措施，助力于提高热电偶温度计量准确性。研究过程中，以热电偶温度计量原理为切入点，分析自身原因、装配误差、外界环境及插入深度均会影响测温计量，以此为研究基础，提出处置技术，从而为相关工作者提供参考。

关键词：热电偶;温度计量;误差原因;处置技术

分类号：TH811

前言

热电偶作为温度计量中常用传感器，具有动态响应快、结构式、测量范围广的特点，应用较为广泛。热电偶可直接将测温元件展开，处理温度信号将其转变成热电动势信号，利用电气仪表转换信号为实际数据。但是，在使用过程中，易受到内外部因素影响，存在客观测量误差与分析误差，需采取处置措施，以减少测量误差，促进测温准确度的提升。

一、热电偶温度计量原理

热电偶测温中，通过焊接不同材料的半导体与导体，构成闭合回路，两者执着点存在温差，则会产生电动势，回路内出现电流，以此实现热点效应，借助电气仪表转化为被测物温度，即热电效应[1]。借助外界显示仪显示温度信号，系统由显示仪表、连接导线与热电偶构成。以往热带耨测温系统应用元器件、电子线路展开冷端补偿与线性化处理，存在较大测量误差，难以确保测温可靠性，限制了其应用场景。在计算机软件与信息技术发展下，热带耨系统采取计算机软件与集成测温传感器的技术愈发成熟，将测温应用领域逐渐扩大。

二、热电偶温度计量的误差原因

1.自身原因

热电偶应用中自身质量将会影响温度计量，可能产生误差，主要体现在以下几点：一是热电偶结构不同影响动态响应，保护管直径、偶丝粗细等均会对其响应时间造成影响;二是热电偶不均匀性，其由均质导体制作，两端温度现骨干型强，应用不均匀热电机材料，会产生附加热电势，引发不均匀电势，其由分布温度梯度状态及沿热电机长度决定，引起最大误差约为3°，严重影响热电偶互换性与稳定性[2];三是绝缘误差，该装置测温系统导体材料不同，受到两端温度差影响，将会产生电流与热电动势，明确两者关系则可进行温度测量。接线板与保护管如若盐渣、污垢较多，则会降低保护管绝缘性，尤其是温度越高则会产生越大影响，损耗热电势，加大测温误差。

2.装配误差

安装热电偶位置较为重要，测温点选择应注意代表性与典型性，一般保护套末端应穿越流速中心线，控制装配插入深度以减少误差。气流吸收热量和测量端三是热量平衡，方可借助热电偶获得准确温度，两者如若无法实现平衡，则会产生温度误差。

3.外部环境

测温元件通常处于恶劣条件，加上应用频繁会引发元件老化，电极也会随之产生晶格不均、氧化、腐蚀等问题，进而转变热电偶热电特性，超过范围后影响温度计量精准性。

4.插入深度

热电偶需要恰当插入温场中，插入被测场所后，恰当深度能够让温度言责传感器产生热流，较低环境温度会造成热损失，导致被测对象温度与热电偶显示温度不同，主要是由于热传导造成的误差，与插入深度息息相关。

三、热电偶温度计量的处置技术应用

1.动态响应处置

元件灵敏性与动态响应速度具有直接联系，可提升元件灵敏度，以解决相应问题。此过程中，技术人员可采取加速传感器响应速度、调小滞后时间的方式修正误差，且按照以往经验，接触点体积与响应速度同样具有联系，矫正中可利用该特点，改正检测端外形，提高接触点体积静谧性，拓宽待测面面积，以此缩短响应时长。并且，应用高反映速度传感器进行测温控制，以充分发挥热电偶性能。

2.热电动势处置

在热电动势处置中，产生该问题原因在于参考端测量温度不准，可在测量过程中，应用计算机软件的方式，实时监测参考端温度，准确获取数值后继续后续操作测量。并且，热电偶由于温度显示与热电动势处于对应状態，始终让测量电路为开路情况，可调整热电偶起始点指针，增加电势，以控制误差。线路即便为闭合状态，也可借助调整起始点方式，使其为叠加态，获得更为精准的数据，该操作方式较为简单，具有较高可行性[3]。另外，还可应用补偿器进行误差消除，分析补偿器可知，该装置为不平衡电桥，烧制锰铜丝制作内部桥臂电阻，材料温度系数较低，阻值不会影响温度数值，应用该装置也不会有电压产生，电桥此时所在位置温度变化，电阻值也会随之改变，产生不平衡电压，抵消热电动势误差，实现误差补偿，无需调整起始点即可达到良好效果。

3.热辐射导热处置

热电偶应用中测量较高温度气流，会沿热电偶长度发生温度梯度，电机导热引发测量偏差，其导热量差与误差为正比，导热量增大误差值也随之增大。在处理该误差中，可增加对流或削弱导热量的方式进行科学修正[4]。实际修正中，采取恰当将径比延长的方式，倾斜安装热电偶，或是在弯头位置安装热带耨，以确保测量端与气流方向处于相对状态，为流速最大位置。并且，筛选热电偶材料中，也尽量选择较小导热系数材料，避免干扰测量。

4.外部环境处置

热电偶面对外部环境引发的误差，应当做好接线盒保护工作，无论是盖子还是出线口，均采取橡胶垫片进行密封，减少腐蚀与氧化环境对元件的影响。并且，元件的保护管附着煤灰、氧化物、尘埃等也会增加侧热阻值，阻碍热传导降低反应速度，产生计量误差，需做好保护管清洁工作，要求人员定期进行外壳清理，尽量避免在高污染环境使用。另外，高频磁场同样会影响热电偶测温准确性，热电偶多为合金材料，具有导电率，处于高频磁场中，端部则会产生涡流损耗，尽管损耗值较小，却由于端部面积小，增加了损耗密度。因此，可在高频电磁场下，应用低电阻率材料，以涡流抵消磁波，进而将高频磁影响减少;而在低频电磁长下，可使用高层磁率材料构成屏蔽体。

参考文献：

[1]王晶，杨磊，廖毅鹏，王姗姗.同时测量海水盐度温度的微光纤耦合器研究[J].中国海洋大学学报（自然科学版），2020，50（10）：140-145.

[2]唐阳春.热电偶温度计量的误差原因及处置技术研究[J].装备维修技术，2020（2）：46.

[3]钟秋，杨莉萍，陶冶，雒彩云，徐子君，汪文兵.磁环境温度测量信号偏差实验研究[J].化工学报，2019，70（2）：349-355.

[4]秦开智.现场校准配热电偶用温度二次仪表干扰信号的研究[J].计量与测试技术，2019，46（4）：25-27.

3398501908271