在现有的温度测量系统中，常用的温度传感器 - 热电偶，由于其结构简单，常被误认为是“热电偶两线，连接到温控箱”，实际上并非如此。虽然热电偶的结构简单，但在使用中仍会存在各种问题。例如：安装或使用不当，会造成较大的测量误差，甚至合格的热电偶测试都会因操作不当，使用失败，如在还原气氛中渗碳，如果不注意，K型热电偶会由于选择性氧化，也超出了耐受性。

为了提高测量精度，减少测量误差，延长热电偶的使用寿命，要求用户不仅要具备仪器操作技能，还应具备物理，化学和材料等知识。根据多年的实践，更详细地参考相关信息，热电偶的测量误差及其预防措施。

  2.热电偶线异质性影响

（1）热电偶材料本身不均匀

热电偶在测量室测试中，按规则插入测试炉的深度仅为300mm。因此，每个热电偶测试结果，特别是只能反映或反映测量开始时的300mm长热电偶线的行为，然而，当热电偶的长度较长时，大多数双线在高温区，如果热电偶线是均匀的，那么根据均匀的环路规则，测量结果与长度无关。但是，热电偶导线不均匀，特别是低等级金属热电偶导线均匀性差，而在温度梯度的场合，则局部会产生热电动势，电动势称为寄生电位。

在现有的贵金属，低合金热电偶验证程序中，热电偶的不均匀性尚未规定，仅在热电偶线标准中，热电偶线有一些不均匀的要求。采用头对尾试验方法计算热电动势。常规热电偶线生产厂，按标准，生产不均匀的热电动势，以满足产品的要求。

（2）热电偶丝采用异种制成

对于新系统的热电偶，即使不均匀的热电动势能够满足要求，但反复加工，弯曲热电偶变形导致加工，会失去均匀性，并且在高温下使用长期热电偶因均匀导线，如：插入工业炉的热电偶将沿着丝绸的劣化方向的长度，并随着温度的升高，恶化程度增强，当部件在温度梯度下退化的地方，也会产生寄生虫在测量误差中发生叠加在总热EMF中的电动势。

笔者在使用过程中发现一些热电偶在计量部门合格产品（大多数是金属热电偶）的实践中使用不合格。然后返回测量部门仍然合格，这主要是由双线异质性引起的。生产热电偶技术人员有个人经验，热电偶故障率也随着其长度的增加而增加。受热电偶线的异质性影响。总之，寄生电动势的异质性引起的误差，取决于热电偶线本身，异质性程度和温度梯度大小，其定量极其困难。

3.铠装热电偶的误差

（1）分流错误

瓦轴集团的铠装热电偶渗碳炉，不允许一周。为探究原因，笔者前往现场检查，但未发现异常情况，不得不从炉灶上取下测量室检测结果合格。所以有什么问题？根据热电偶现场安装的特点，研究发现问题是铠装热电偶分流误差造成的。

所谓的分流误差即用铠装热电偶测量的温度，当热电偶中间部分温度超过800°C时，由于其绝缘电阻降低，热电偶指示异常现象，称为分流误差。根据均匀回路原理，热电偶温度测量仅与测量端和参考端两端的温度有关，与中间温度分布无关。但是，由于铠装热电偶绝缘是MgO粉末，温度上升100°C，绝缘电阻下降一个数量级，当中间部分高温时，必须有漏电流，导致热电偶输出潜在的分流错误。

（2）分流错误情况

将铠装热电偶插入炉膛水平，规格和实验条件：直径ф4.8mm，长度25m，加热区中间部分长度20m，温度1000℃。在本实验中，热电偶测量与中间部分温差为200℃。如果测量结束温度高于中间部分，则产生负误差; 相反，产生正误差。如果两者之间的温差为200°C，则分流误差约为100°C。这不容忽视，分流误差条件和铠装热电偶类型和直径等因素[2]

4.调车误差的影响因素及对策

有必要了解分流误差的影响因素，并采取相应的对策来减少或消除分流误差的影响。结果表明，铠装热电偶的分流误差是由高温引起的。

（1）铠装热电偶直径

对于长度为9 m的K型铠装热电偶（MgO绝缘），只有热电偶的中间部分被加热。实验结果表明，分流误差的大小与其直径的平方根成反比（直径太小，不符合此规则），即直径越细，分流误差越大。

当中间部分温度高于800℃时，对于ф3.2mm铠装热电偶会产生分流误差。但是，ф6.4mm和ф8mm铠装热电偶，当中间部分温度为900℃时，尚未发现分流误差。对于ф6.4mm（热丝直径Φ1.4mm）和ф8mm（加热丝直径ф2.0mm）的铠装热电偶，中间部分温度为1100℃时，产生直径为ф8mm的铠装热电偶。分流误差仅为ф6.4mm的一半。该值（50％）近视在两个铠装热电偶线径方形（1.42 / 2.02），和电极线直径的平方比，即线电极的电阻比。因此，为了减小分流误差，应选择铠装热电偶直径的直径。

（2）中间部分的温度

如果中间部分温度超过800℃，可能会出现分流误差，其大小会随温度升高而呈指数增加。因此，除测量端外，其他部分应尽可能避免超过800℃。

1）加热区中间部分的长度和位置

当加热区温度高于800℃的中间部分时，加热区长度越长，离测量侧越远，分流误差越大。因此，加热带的长度应尽可能短，并且不要从测量端加热以减少分流误差。

（3）热电偶线的电阻

当护套热电偶直径相同时，分流误差将随着热电偶线电阻的增加而增加。因此，使用小电阻热电偶线更好。例如，与K型热电偶相比，具有相同直径的S型铠装热电偶将分流误差降低了40％。因此，S型热电偶可用于测量炉温场分布，成本高，但更准确。

（4）绝缘电阻

在高温下，氧化物的电阻率随温度的升高呈指数下降。分流误差主要取决于高温部分的绝缘特性。绝缘电阻越低，分流误差越容易。当绝缘电阻增加10倍或减小到1/10时，分流误差将减少到1/10或10倍。为减少分流误差，应尽可能使用尽可能厚的铠装热电偶，增加绝缘厚度。如果上述措施无效，不得不使用组装热电偶。

5.短程有序结构变化（K态）

K型热电偶在250℃-600℃的温度范围内，由于其微观结构的变化，形成短程有序结构，它会影响热电势和误差，这就是所谓的K态[3]。它是Ni-Cr合金独特的晶格变化。当Cr含量在5-30％的范围内时，存在原子晶格的有序无序转变。由于Cr含量和温度的变化引起的误差。将K型热电偶从300℃加热至800℃并在50℃的温度下取出以测量电位。450℃至450℃的大偏差在350-600℃范围内，均为正偏差。因为K态存在，使K型热电偶温升或冷却试验结果不一致，所以在低成本热电偶验证程序中明确规定了测试顺序：从低温到高温的逐点温度测试。而且，在400℃的试验点，不仅传热效果差，难以达到热平衡，而且恰好处于K态误差大范围。因此，判断这一点是否合格是明智的。

Ni-Cr合金的短程有序结构变化现象不仅存在于K型，而且存在于E型热电偶正极中。但是，E型热电偶只有K型的2/3作为变化量。总之，K状态与温度，时间有关，当温度分布或热电偶位置发生变化时，偏差会发生很大变化。很难准确评估偏差的大小。

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