哪些因素影響熱電阻響應(yīng)時間?熱電阻溫度計分度方法介紹

熱電阻將是下述內(nèi)容的主要介紹對象，通過這篇文章，小編希望大家可以對熱電阻的相關(guān)情況以及信息有所認識和了解，詳細內(nèi)容如下。

一、影響熱電阻響應(yīng)時間的因素

熱電阻插入溫場后，需經(jīng)過一定時間才能與介質(zhì)達到熱平衡，這就是熱電阻的響應(yīng)時間。尤其在帶有一定流速的氣體或液體中，溫度往往是一個動態(tài)變化的過程，當(dāng)利用熱電阻進行動態(tài)溫度測量時，需尤其關(guān)注熱電阻的動態(tài)響應(yīng)特性。有研究表明，熱電阻的響應(yīng)時間主要與熱電阻本身性質(zhì)、介質(zhì)、流速等有關(guān)，而溫度的階躍變化量對熱電阻的熱響應(yīng)時間影響并不大。在相同使用條件下，同一熱電阻的動態(tài)響應(yīng)特性數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)一致，根據(jù)介質(zhì)的不同，其模型中的參數(shù)會發(fā)生變化。因此，對動態(tài)響應(yīng)有需求的客戶在選型時，需說明測量介質(zhì)及流速等影響因素，通常廠家會給出熱電阻在某種介質(zhì)及流速狀態(tài)下的響應(yīng)數(shù)據(jù)，以供參考。例如，JK型熱電阻在1m/s流速的空氣中，達到90%響應(yīng)的響應(yīng)時間為7s。因此，如想要快速反應(yīng)被測環(huán)境溫度變化，應(yīng)選擇溫度響應(yīng)速度快的熱電阻。

此外，有研究表明：響應(yīng)速度的快慢還與插入深度有關(guān)。因此，熱電阻的安裝也需注意，如果熱電阻安裝不合理，可能使其溫度響應(yīng)時間達到幾分鐘，從而導(dǎo)致測溫錯誤。在用于精密氣流測量時，廠家還會在熱電阻保護套管前端開有氣流孔，通過加工手段讓溫度感應(yīng)端實現(xiàn)更快、更準(zhǔn)的測量目的。

選取熱電阻探針的長度、直徑、形狀、曲直等因素，首先與熱電阻的安裝空間有關(guān)。一般認為，熱電阻安裝后插進被測氣體或液體的深度需大于熱電阻保護管外徑的8～10倍，除保證與被測溫場的充分接觸外，還可以盡量讓熱電阻在長度方向熱脹變形。

探頭直徑的選取除與空間有關(guān)外，還與探頭受力情況及對溫度變化的響應(yīng)要求有關(guān)。在帶有一定流速的流體中，探針會受到一定的側(cè)向力，探頭直徑需保證其在長期受力情況下不發(fā)生折損。但是越細的探頭靈敏度越高，在對響應(yīng)速度有要求的測溫環(huán)境中，探針直徑越小越好。因此，選型中需綜合考慮這兩方面因素。

二、熱電阻溫度計分度新方法

工業(yè)鉑電阻溫度計是一種被廣泛使用的測溫儀器。長期以來，國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范中普遍采用CVD方程的計算方法對其進行檢定分度。但采用CVD方程檢定分度的工業(yè)鉑電阻溫度計準(zhǔn)確度不高、穩(wěn)定性低、不確定度較大，無法作為傳遞標(biāo)準(zhǔn)使用。

為此，多數(shù)工業(yè)測溫領(lǐng)域或要求不高的實驗室只能采用精度較高的標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計作為溯源傳遞標(biāo)準(zhǔn)，但實際工業(yè)測溫領(lǐng)域由于各種條件限制，標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計無法使用，使得溫度量值傳遞和溯源在這些地方無法實現(xiàn)，不能開展實際的計量校準(zhǔn)工作。

對工業(yè)鉑熱電阻溫度計進行檢定分度的可行性，并與普遍采用的CVD方程給出的溫度—電阻關(guān)系計算結(jié)果相比較，進而給出二者存在的差異，探討建立精密工業(yè)鉑電阻溫度計作為傳遞標(biāo)準(zhǔn)的途徑與方法。通過對不同型號、不同廠家制造的多支工業(yè)鉑熱電阻在不同溫區(qū)分別開展研究和分析，給出每支溫度計的實驗結(jié)果、數(shù)據(jù)曲線及采用兩種不同方法分度所引起的測量誤差。

實驗證明，ITS-1990國際溫標(biāo)的內(nèi)插方法用于工業(yè)鉑熱電阻溫度計是可行的，與CVD方程用于工業(yè)鉑電阻檢定分度的計算方法相比，具有較好的準(zhǔn)確性和一致性。此前，意大利和加拿大的國家計量技術(shù)機構(gòu)進行了采用國際溫標(biāo)內(nèi)插公式研究工業(yè)鉑電阻分度方法的工作。

提高工業(yè)電阻測溫準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的傳統(tǒng)手段都在元件純度、封裝技術(shù)、制作流程上下功夫;則從計算方法上給出了新思路，為精密鉑電阻和工業(yè)鉑電阻在溫度量值傳遞和溯源體系的完善奠定了基礎(chǔ)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)鉑電阻的測溫領(lǐng)域。

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