Nauczysz się zmniejszać błąd pomiarowy termopar

1, Przyczyny błędów
1. Wpływ dokładności termopary na błędy pomiarowe. Odnosi się to do właściwości termoelektrycznych, stabilności i jednorodności termopar.
2. Wpływ charakterystyk indeksujących przyrządów wskaźnikowych i obwodów pomiarowych na dokładność pomiaru.
3. Po ułożeniu termopar na badanej powierzchni zmieniono pierwotne pole temperaturowe w badanym miejscu. W tym momencie temperatura wskazywana przez termoparę powierzchniową nie jest już równa temperaturze, gdy termopara nie była zainstalowana. Błąd spowodowany przewodnością cieplną po ułożeniu termopar powierzchniowych nazywany jest „błędem przewodności cieplnej”. Należy podkreślić, że dokładność samej termopary powoduje znacznie mniejsze błędy w porównaniu z błędami przewodności cieplnej. Dopóki wybrane zostaną wysokiej jakości materiały na elektrody termoelektryczne, właściwości termoelektryczne są stabilne, a termopara i przyrząd są odpowiednio dopasowane, błędy spowodowane dokładnością samej termopary można ogólnie zignorować. Błędy przewodności cieplnej są jednak trudne do uniknięcia i mają kluczowe znaczenie przy pomiarze temperatury powierzchni.
4. Jeżeli temperatura powierzchni mierzonego obiektu zmienia się, błąd spowodowany opóźnieniem reakcji dynamicznej termopary na temperaturę nazywany jest „błędem reakcji dynamicznej”. Po zainstalowaniu termopary na badanej powierzchni otaczające środowisko będzie również generować promieniowanie przenoszące ciepło na elektrodzie termoelektrycznej. Przykładowo, różnica w czerni powierzchni pomiędzy badanym obiektem a elektrodą termoelektryczną generuje radiacyjne przenoszenie ciepła. Ten typ błędu nazywany jest „błędem przenoszenia ciepła przez promieniowanie”
2, Błędy spowodowane niewłaściwą instalacją i metodami układania.
Podsumowując, błąd pomiaru termopar odpornych na zużycie powierzchniowe jest zazwyczaj spowodowany sześcioma czynnikami wymienionymi powyżej. Aby określić całkowity błąd pomiaru, konieczna jest dalsza analiza błędów, którą można określić drogą eksperymentów i obliczeń.

3. Środki i metody ograniczania błędów pomiarowych
1. Wybierz materiały elektrod termoelektrycznych o małej przewodności cieplnej i małej średnicy, o ile to możliwe, w warunkach wytrzymałości mechanicznej. Średnicę elektrody termoelektrycznej wybiera się zwykle w zakresie od 0,2 do 0,5 milimetra.
2. Podczas układania termopar powierzchniowych należy w miarę możliwości wyeliminować zakłócenia konwekcji. Przykładowo, gdy po badanej powierzchni przepływa gaz, jeśli warunki na to pozwalają, termoparę można zakopać. Należy jednak pamiętać, aby wielkość rowka była jak najmniejsza, a po zatopieniu powierzchnię materiału wypełniającego należy wypolerować tak, aby zrównała się z mierzoną powierzchnią.
3. Podczas montażu należy uważać, aby nie uszkodzić pola temperaturowego badanej powierzchni oraz kształtu geometrycznego badanego obiektu.
4. Reakcja dynamiczna wybranej termopary powierzchniowej jest lepsza podczas zmian warunków pracy i pomiarów chwilowych.
5. Układanie izotermiczne może skutecznie zmniejszyć błędy przewodności cieplnej. Elektrodę termoelektryczną za końcem pomiarowym należy ułożyć wzdłuż mierzonej powierzchni na długości co najmniej 50-krotności średnicy elektrody termoelektrycznej. Izolacja termoelektryczna wzdłuż badanej powierzchni powinna być cienka, a materiał powinien mieć dobrą przewodność cieplną, aby poprawić przewodność cieplną pomiędzy badaną powierzchnią a elektrodą termoelektryczną. Gdy elektroda termoelektryczna spowoduje zmierzenie powierzchni, warstwa izolacyjna elektrody termoelektrycznej musi być grubsza i dobrze izolowana, aby zmniejszyć rozpraszanie ciepła elektrody termoelektrycznej w kierunku gazu. Jeżeli rezystancja obwodu pomiarowego termopary jest zbyt duża, można zastosować metodę nakładania grubych i cienkich elektrod termoelektrycznych. Przy wyborze zakładki grubych i cienkich elektrod termoelektrycznych należy w miarę możliwości zwracać uwagę na zgodność charakterystyk termoelektrycznych.
6. Przy pomiarze temperatury powierzchni zawsze liczymy na dużą dokładność. Aby zmniejszyć błędy pomiarowe, można podjąć rozsądne środki zgodnie z rzeczywistymi warunkami pracy, aby uzyskać zadowalające wyniki pomiarów.
7. Końcówka pomiarowa termopary powierzchniowej powinna mieć dobry kontakt termiczny z mierzoną powierzchnią, a metodą styku powinno być spawanie (dotyczy spawania dozwolonego na mierzonej powierzchni). Miejsca spawania nie powinny mieć wtrąceń żużla ani porowatych struktur przypominających gąbkę. Punkty zgrzewania powinny być małe, zapewniając jednocześnie wystarczającą wytrzymałość. Aby zwiększyć wytrzymałość spawania końca pomiarowego termopary, część spawalnicza elektrody termoelektrycznej może być lekko odchylona.
8. Końcówka pomiarowa termopary ze sprężyną dociskową powinna znajdować się jak najbliżej mierzonej powierzchni. W przypadku kulistych końcówek pomiarowych, końcówkę pomiarową można spłaszczyć. Jeżeli przewodność cieplna badanego obiektu jest bardzo niska, można zastosować płytę kolektorową o dobrej przewodności cieplnej.
9. Materiały elektrod termoelektrycznych powinny mieć dobre właściwości termoelektryczne, stabilność i jednorodność. Przed produkcją materiał elektrody termoelektrycznej powinien zostać skalibrowany, aby zapewnić dobre i niezawodne działanie.