熱電偶的敷設(shè)方法及其測溫誤差的來源

    一、熱電偶的敷設(shè)方法

    用熱電偶測量表面溫度時，除便攜式外，大多為敷設(shè)式。敷設(shè)方法有表面敷設(shè)，和開槽敷設(shè)。在金屬表面敷設(shè)時，熱電偶測量端常焊于金屬表面，然后沿著表面延伸(最好沿等溫線)一段距離后引出。對于開槽敷設(shè)的熱電偶，是在被測金屬表面開以細敷，焊上熱熱電偶接點，然后套于瓷管或塑料管中，延伸一段距離后引出；瓷管起絕緣及保護作用，當(dāng)用于測量較高表面溫度時，瓷管外再用氧化鋁粉加粉狀膠合劑，以水玻璃作粘膠材料將熱電偶膠于槽中。溫度在400℃以下時，用外涂耐高溫絕緣層或紗包層的熱電偶絲。目前已研制成外包耐8300℃高溫織物的熱電偶絲。當(dāng)測量非金屬材料表面溫度時，熱電偶測量端不能焊于表面，但有時可膠上集熱片，熱電偶測量端焊于集熱片上。

    二、敷設(shè)熱電偶引起的熱阻變化

    在敷設(shè)熱電偶時，由了開槽挖去的是被測材料，換上的是熱電偶絲和非金屬絕緣層，其等效導(dǎo)熱系數(shù)與被測物體的導(dǎo)熱系數(shù)會有差異，在不開槽敷設(shè)的情況下，由于敷設(shè)熱電偶增加了敷設(shè)層，這兩種情況均會引起被測表面熱阻的變化。熱阻的變化將導(dǎo)致局部熱流及溫場的破壞，改變原來的被測表面溫度，這些變化雖反應(yīng)在很小的局部內(nèi)或熱電偶的測量端處，但使測量端感受的不再是原來未敷設(shè)熱電偶的表面溫度，從而引起測溫誤差。以前的測溫工作者對這方面的觀察是較少的。

    另外，埋設(shè)熱電偶部分的表面發(fā)射率與被測材料本身的表面發(fā)射率往往不同，也會引起誤差。

    因此，當(dāng)用熱電偶直接測量物體表面溫度時，必須注意所用熱電偶材質(zhì)和膠粘層等的等效導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)盡量與被測材料的導(dǎo)熱系數(shù)接近，暴露于表面部分的表面發(fā)射率也盡量與原被測表面的發(fā)射率接近，以減小熱阻變化引起的誤差。

    當(dāng)在表面敷設(shè)薄膜熱電偶或薄膜熱電阻以測量表面溫度時，也會引起被測物體局部熱阻的變化。