當(dāng)S型熱電偶錯(cuò)誤使用K型補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí),測(cè)量誤差可能達(dá)到 20℃至30℃ 或更高,具體偏差值受環(huán)境溫度、熱電偶工作溫度及補(bǔ)償導(dǎo)線長(zhǎng)度等因素影響。以下為具體分析:
誤差原理
熱電特性差異:S型熱電偶(鉑銠10-鉑)與K型補(bǔ)償導(dǎo)線(鎳鉻-鎳硅)的熱電勢(shì)-溫度曲線不同。在相同溫度下,K型補(bǔ)償導(dǎo)線產(chǎn)生的熱電勢(shì)遠(yuǎn)大于S型熱電偶所需補(bǔ)償值,導(dǎo)致總熱電勢(shì)偏離真實(shí)值。
附加電勢(shì)疊加:K型補(bǔ)償導(dǎo)線在冷端(非測(cè)量端)產(chǎn)生的附加電勢(shì)與S型熱電偶的熱電勢(shì)疊加,可能使總電勢(shì)增大或減小,具體取決于溫度梯度方向。例如,若冷端溫度高于參考溫度,K型補(bǔ)償導(dǎo)線可能產(chǎn)生正向電勢(shì),疊加到S型熱電偶的電勢(shì)上,使總電勢(shì)增大。
誤差計(jì)算與實(shí)例
理論計(jì)算:
誤差可通過(guò)公式 ΔE=(SK?SS)×(T0?Tref) 估算,其中 SK 和 SS 分別為K型和S型導(dǎo)線的塞貝克系數(shù)(單位:μV/℃),T0 為冷端溫度,Tref 為參考溫度(通常為0℃)。例如,若冷端溫度為30℃,K型導(dǎo)線塞貝克系數(shù)約40μV/℃,S型導(dǎo)線約7μV/℃,則附加電勢(shì)為 ΔE=(40?7)×30=990μV,對(duì)應(yīng)溫度誤差約24.75℃(按K型熱電偶微分電勢(shì)約40μV/℃計(jì)算)。
實(shí)際案例:
案例1:S型熱電偶工作溫度為900℃,控制間環(huán)境溫度為25℃(即冷端溫度與參考溫度差 T0?T ef=8℃)。若錯(cuò)用K型補(bǔ)償導(dǎo)線,查分度表得電勢(shì)差為 EK?ES=0.278mV,對(duì)應(yīng)溫度誤差約24.9℃(即實(shí)際溫度為 900℃?24.9℃=875.1℃)。
案例2:若上述情況中補(bǔ)償導(dǎo)線極性接反,誤差進(jìn)一步增大至33.2℃(即實(shí)際溫度為 900℃+33.2℃=933.2℃)。
影響因素
環(huán)境溫度:冷端溫度與參考溫度差越大,附加電勢(shì)越大,誤差越顯著。
熱電偶工作溫度:工作溫度越高,熱電勢(shì)對(duì)誤差的敏感度越高。
補(bǔ)償導(dǎo)線長(zhǎng)度:導(dǎo)線越長(zhǎng),電阻越大,可能因壓降導(dǎo)致額外誤差(但主要誤差仍由熱電特性不匹配引起)。
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