热电偶的测温原理
韩利娜
[摘 要]对于热电偶和热电阻的使用，使我们在工业上对于主要使用的一些测温元件和控制接触法来进行的测温改善。根据热力仪器测温时会产生一定的热辐射和热传导的误差，这就要求而且在测量的同时还要考虑测温系统中的各种误差。本文就从一次特别的数据实验中来对热电阻和热电组的测温误差进行粗略的分析，并且总结出一些有效减少误差的方式。
[关键词]热电偶 电阻 温差
中图分类号：TP574 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0047-01
1.前言
我们都知道热电阻和热电偶是在工业的接触法测量温度的实验中使用非常频繁的一种测温元件，但是这两种元件在使用的过程中，在测量温度的时候总会出现各种误差，为了让所测量的结果和实际的结果保持准确性。这些误差主要包括，热电偶和热电阻在传递过程中出现的误差与分度表读取方面出现的误差。显示表和显示仪器等方面的读取误差，引线电阻所引起的误差，绝缘电阻影响所产生的误差等，对于这几种误差的分析和进行总结，才能找到解决这些问题的存在。
2.热电阻和热电偶安装过程中的问题和解决方法
2.1 误差的分析
在使用安装过程中所产生的误差包括：辐射误差和传导误差。[1]通常情况下我们对于温度测量时所需要的介质和温度传感器，只有在达到平衡的状况下才能够进行正确的测量，通过所测量的传导器显示数值的变化情况来看可以直接的对周围温度进行一个明确指示，从而选择和控制所需要的主要条件，这些条件包括两者温度在一定程度上要达到平衡，这就涉及到热平衡的相关问题当温度传感器出现故障时，应该用相关的检测设备进行检测从而排出故障的存在。对仪器周围的温度也要有一定的要求，假设周围的温度比气流的温度相对较低这时候传感器就会出现两种不同的形式向周围的环境散发出自身的热量，第一种方式就是辐射性的方法，这在一定程度上能够将传感器内部的热量一垂直的角度射向管壁，这样能够将进入一部分辐射热量而且把热量也在一定程度上散发。第二种算法就是以传感器内部的热量向管壁方向通过传导的方式导出热量，这对传感器来说，它不仅在接收一定的热量，而且在另外一面上也会散发出热量当这两种热量相加起来等于所释放的热量是这就达到一定热平衡，而且这两者之间的热量转换是不断的发生的所以而且不断的补充，只有达到相应的动态平衡才能够恢复正常的温度，这通常称为热传导的平衡性。[2]
2.2 减少辐射误差的影响采用一些科学的方法
为了能够减少辐射所带来的误差，通常情况下都可以将传感器和管壁之间的温度控制在合理的范围内，主要减少气流在管壁速度要求下，才能低于管壁的温度。通常也可以在管壁的外层进行一定的包装或者涂上绝缘材料，这样在一定程度上也能够对管壁进行加热。第二个方法就是在传感器的上部分安装屏蔽罩这样让传感器所释放的能量不能够以垂直的方式射出，这在一定程度上保证垂直辐射的状态，但是如果安装了屏蔽罩就一定要保证气体的流畅性。第三点改变就是可以在一定程度上将传感器面积进行缩减也就是在一定程度上将传感器的保护管的外径进行缩小，但是在缩小管壁的同时也要保证机表面具有一定的机械强度。第四点就是可以使用一些较为先进的专用传感器来达到减少误差的要求。[4]
2.3 减少传热误差的影响通常采用的方法
加大传感器的放置深度或者加大传感器的表面直径是常用的方法。第二个方法就是使用那些導热系数相对于普通材料来说具有较小的集成管道和保护管，这样在一定程度上才能让所产生的热量不利于向外部环境进行扩散。第三点就是要增大管内气体的流速，这样才能够提高热量的传递效率并且向传递器进行传热。第四点就是我们可以通过提高安装做底部的温度，也就是在管壁上用绝缘的材料进行隔热涂层。[5]
3.热电偶或热电阻测温系统中存在的误差
测温系统主要包括的部件有热电偶，补偿导线，显示仪表组成的接触式测温装置。但是在系统中也会存在一定的误差，这些误差主要包括：
热电偶的分度误差一般情况下使用的热电偶的分度都是采用的标准数值和相关设计仪器都是按照标准的分度来表示的，标准分度又是我国再制造热电偶或者相关产品的过程时所采用的具有实测结果的理论数据。在考虑各个方面的因素下这些分度和热电偶的是存在一定的密切联系的。也就是些数据会对于热电偶的参数产生一定的误差如果所使用的偶丝材料不均匀在传导的过程中不稳定的情况都会引起相应的误差。从另外一方面来说，有的标准热电偶的传递速率会发生相对交叉，这也会造成热电偶的分度误差。
补偿导线的误差就是热电特性的一个特例，这就主要包括对于在热电特性与热电偶比较相似的材料所制成的导线当他当这种热电偶的冷端进行延长到所需要的某个地方的情况时，冷端的温度要控制在零到100℃以内这样才能让补偿线所产生的误差较小当温度超过100度以后补偿导线所产生的热效应和热电式在这个温度下的热电势差也会相差较大，这样误差也会明显的增加，所以为了将补偿导线的误差降到最小应该在制冷端的温度控制在0到100度之内。
附加误差主要就是指在使用偏离条件下所造成的误差，主要引起的原因就是一些部件在使用一段时间之后热电偶的保护管可能由于水滴，污渍，油液等外界因素而导致二极管被一定的氧化还原所以造成一定的磨损。在使用过程中会产生误差。[6]
显示仪表的误差这就和仪表的精确度有直接的关系，当我们进行测量的时候，如果仪表的分度盘不均匀或者使用过程中不合理操作，也会造成一定的误差。热电阻测温系统是热电阻与所显示的表盘组成的一种接触式的测温装置在这个系统中主要的误差包括：
电阻的温度系数r法则不同也会在对于电阻进行调整时产生不同的误差；
电阻的分度误差在通常情况下，热电阻中所采用的电阻属于温度分度表热电阻的实际阻值和分度表内的组织在一定程度上是不相同的，这样也会在一定程度上造成分度的误差；
绝缘电阻的也会影响热电阻，绝缘电阻通常是环绕在云母和陶瓷玻璃塑料等材料上构成。的在高温情况下，这些材料的绝缘电阻会因为温度的升高而不断的下降，这又在一定程度上使电阻的阻值减少引起相关的误差所以对于热电阻的感应丝应该选取合理的材料，在制作过程中也要严格按照工艺流程，这样才能让高温绝缘电阻达到正常生产中需要的标准；
热电阻自身发生热量所产生的误差热电阻中当有电流通过时，就会因内阻的存在而产生一定的热量，使表面的温度开始升高这样所测的温度也会比实际温度高；
显示仪表的误差和仪表的精确度等级，还有测量方式和误差有直接的关系如果测量不合格，也会引起相关的误差；
4.结束语
对于电阻值测量的实际过程中要对于所测量的误差进行具体的分析，结合实际的情况来解决误差这样才能对测温元件进行合理的安装使用，在正确的安装和使用测温系统的情况下才能够最大可能的减少各种误差，产使得所测量的数据及精准又可靠。
参考文献
[1] 黄苏春.仪器仪表用户[J].热电偶和热电阻测温的误差分析.2016（7）.
[2] 赵金艳.东北大学2012[J].等离子体增强溅射技术中辅助阳极性能研究.2016（5）.
[3] 曾新宇.计量与测试技术[J].热处理炉温控系统测温控制方法探讨.2016（7）.
[4] 冉颜博.科技风[J].提高机械零件加工精度的方法探讨.2016（4）.
[5] 曾小莹.城市建设理论研究（电子版[J].试论机械加工质量技术控制.2016（6）.
[6] 李晶晶.青岛科技大学2012[J].无酶型电化学传感器的构筑及其应用.2016（2）.
