淺談熱電偶的均勻性分析
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鎧裝/裝配系類熱電偶的均勻性是指熱電偶熱電極材料的均勻程度。熱電偶兩熱電極若是均勻的，則熱電偶回路的熱電勢只與兩端溫度相關(guān)，而與沿?zé)犭姌O長度的溫度分布無關(guān)。若兩熱電極材料不均勻，熱電偶回路里就會產(chǎn)生一個附加熱電勢，這個附加熱電勢會影響熱電偶回路的總熱電勢。使熱電偶熱電特性發(fā)生變化，從而降低了測溫的準(zhǔn)確性。因而，熱電偶均勻性是衡量熱電偶質(zhì)量的重要指標(biāo)。 造成熱電偶熱電極不均勻性的因素很多，主要有化學(xué)成分和物理狀態(tài)兩方面的因素。 化學(xué)成分方面的因素主要有： 1、雜質(zhì)分布不均勻和成分偏析，這在熱電極材料生產(chǎn)中無法完全避免，而且遍及熱電極的整個長度。 2、熱電極表面局部的金屬揮發(fā)和氧化。 3、熱電極中某些元素的選擇性氧化。 4、在高溫下，由于測量端的熱擴(kuò)散改變了附近的化學(xué)成分。 5、環(huán)境氣氛、絕緣材料和保護(hù)管材料(熱電偶保護(hù)管種類?)對熱電極局部的玷污和腐蝕等。 物理狀態(tài)方面的因素有： 1、由于熱電偶是由拔絲機(jī)拉制而成的，在冷拔過程中，會產(chǎn)生加工應(yīng)力。應(yīng)力不同，熱電特性就不同，直徑越細(xì)，加工量愈大，不均勻性就越嚴(yán)重。此外，熱電偶在使用過程中，偶絲局部受拉伸、彎曲變形，也會使熱電極沿長度出現(xiàn)應(yīng)力分布不均，從而使熱電特性不一致。 2、熱電極晶粒大小及結(jié)晶結(jié)構(gòu)的不均勻，對熱電特性也會產(chǎn)生一定影響。 均勻性如何檢測 1、改變熱電偶插入深度法 用測量改變熱電偶插入檢定爐深度前、后熱電動勢差值來表示它的不均勻性。這種方法簡便，但不夠準(zhǔn)確。不均勻電勢的測量方法很多，但目前各種測量方法測得的數(shù)據(jù)還無法統(tǒng)一，因此只有采用相同的方法才能進(jìn)行比較。國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，我國常用熱電偶不均勻性檢驗都按同名極法和參考電極法進(jìn)行。 2、同名極法和參考電極法 各種常用熱電偶的國家標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了用這兩種方法檢查工作用熱電偶絲的不均勻性。 具體步驟是：出廠檢查是從每盤絲的頭和尾或頭、中、尾各取樣1.1m；型狀檢驗除頭、中、尾取樣外，還應(yīng)在一盤絲的任意部位取5.5mm剪成1.1m的5段，然后焊接成熱電偶與同型號的標(biāo)準(zhǔn)熱電偶捆扎在一起，按熱電偶技術(shù)要求規(guī)定的試驗溫度，用同名極法測量其熱電勢。也可將試樣與純鉑絲(作標(biāo)準(zhǔn)電極)焊接在一起，在規(guī)定的試驗溫度下測量豈熱電勢值。這兩種測量方法簡單方便，不需要專用設(shè)備，可以和熱電偶示值檢定同時進(jìn)行。但她不能連續(xù)測量整盤絲的不均勻性，也不能準(zhǔn)確地確定不均勻的部位。 3、點加熱法 制造一個小型點式爐或單邊爐做熱源，由于爐子很小，可以認(rèn)為是點溫度，測量時使?fàn)t溫恒定，并將它沿?zé)犭姌O作軸向運(yùn)動(也可使熱源固定，移動熱電極)，通過測量儀器，觀察熱電勢變化，并記下該部位，該部位的熱電勢變化值即為不均勻電勢。點加熱爐對熱電極上突然變化的不均勻性反應(yīng)比較敏感，并能確定相應(yīng)位置。單邊爐對熱電極上逐漸變化的不均勻性比較敏感，并能確定相應(yīng)的區(qū)域。這種方法可以連續(xù)測量熱電偶絲的不均勻性及其部位，但需專用設(shè)備，測試復(fù)雜，使用受限制。 不均勻電勢的測試多數(shù)是對單根熱電極進(jìn)行的。當(dāng)我們將熱電偶絲配對的，它的最大不均勻電勢是用大單極不均勻電勢的平方和然后再開方所得的熱電勢值表示。
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