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为什么我的温度传感器无法校准?
- 2021-03-23-

  温度是世界上最常用的测量参数。温度传感器用于设计测量温度的仪器。为了准确,所有温度传感器必须根据已知标准进行校准。

  矫正期间只检查短期稳定性。长期的稳定性需要用户监控和决定。

  在某些情况下,温度传感器在校准过程中可能会出现故障。即使温度传感器在进入校准前看起来正常工作,也会发生这种情况。

  温度传感器类型

  热敏电阻、钚温度计(PRT)和热电偶是大多数温度测量应用的首选仪器。每个都有特定的特点和局限性。

  一般来说,这些设备可靠,可以提供多年的无故障服务。但是,任意应用会对准确性和使用寿命产生很大影响。因此,必须正确处理和使用。为此,您需要了解其工作方式和限制。

  徐先生

  热敏电阻是所有温度传感器中最坚固的。由可变电阻器等固态装置组成。

  随着温度的变化,热敏电阻也随之变化,具有优异的灵敏度、准确性和广泛的电阻值。此外,它具有很好的长期漂移特性,对振动不敏感,也不会遇到其他温度计类型可能出现的其他问题。

  因为对振动不敏感,所以校准一般不受轻微振动、冲击或下降的影响。但是,它们的温度范围通常限制在100oC。

  铂电阻温度计(PRT)

  PRT的温度范围广,准确度高,可以在所有温度传感器中使用最广泛。大部分在-196oC到420oC的温度范围内可用。但是,最多500oC以上的情况除外。当然,这取决于每个型号的规格和相应的校准。

  即使PRT准确度高,覆盖范围广,也存在局限性。与热敏电阻不同,钚受到污染,暴露在振动中、碰撞或掉落时,PRT的校准可能会发生变化。通过这些过程进行校准更改是累积的。因此,处理和使用PRT时要特别注意。

  热电偶

  金属热电偶的优点是具有非常广阔的温度范围,成本低廉。缺点是准确度相对较低,在极高的温度下容易不均匀。

  诺贝尔金属热电偶具有非常广阔的温度范围,准确度高,但价格更高。就像金属热电偶一样,它们不容易均匀。

  矫正中失败的八个主要原因

  1、热敏电阻和PRT本身热

  校准热敏电阻及PRT时,应用公称励磁电流。所需的电流量通常在校准报告或制造商的规格中说明。

  从欧姆定律中,我们得知电流通过电阻时会消耗电力(I2R)。这个功率会产生传感器热。这就是所谓的“自我加热”。校准温度传感器后,考虑了自身的发热。使用两个传感器中的一个时,请确保读数设置为适当的励磁电流。电流太小或太大可能会发生测量错误。如果施加太多电流,这些传感器甚至会受损。

  选择“热敏电阻”或“PRT”后,一些读数会自动选择适当的电流。可能需要其他手动设置。这些设置通常位于“检查设置”菜单中。如果手动选择电流,请经常参考温度计的规格或校准报告,获得正确的电流。

  2、低绝缘电阻和泄漏电流

  低绝缘电阻也称为分流电阻,因为它允许电流流向测量电路之外。在电学上,这等于将其他电阻与传感器并行。当低绝缘电阻发生时,过渡接头温度往往会变得太热。

  另外,如果盖子弯曲或密封层受损,绝缘电阻低,水分可能流入传感器和导体。通常,通过正确的使用和处理可以避免此问题。

  3、转换连接点

  热敏电阻和PRT通常有切换连接点。转换连接点是电缆线连接到传感器导线的位置。引线被焊接或点焊。焊接后,节点太热时,焊料融化,变成开放或不连续状态。

  一般用环氧树脂密封,防止水分和其他污染物。如果密封条承受的温度超过环氧树脂无法承受的温度,密封条可能会破裂。这使水分和其他污染物能够穿透密封到达电线和传感器。水分累积在温度传感器低于环境温度的温度下浸泡或环境湿度高时最明显。

  PRT通常用粉末绝缘材料包装。这种材料使PRT受机械冲击产生的应力影响较小。密封性不好的话,低温下隔热材料会吸收空气中的水分。水分或其他污染物导致测量错误,温度传感器可能无法校准。滞留的水分也会造成安全风险。隔热层吸收大量水分,温度传感器放置在高温热源中,水分会变成蒸汽,密封条会膨胀或破裂。

  4、导线断裂或不连续

  拉动、过度工作或受到压力时,电缆可能会断开,导致开放或分离。在某些情况下,传感器或传感器引线可能会断开或断开。直到温度传感器加热,电线膨胀和分离,一些间歇性事件才引起注意。

  非常注意不要断开或断开连接,但如果有足够的时间和使用时间,可能会发生。导体和传感器导体的反复膨胀和收缩最终会造成人员伤亡,导致电线断裂。

  5、污染

  污染可能是化学物质、金属离子或氧化引起的。

  液体到达导线或传感器导线时,PRT可能会发生化学污染。这可以改变铂的纯度,改变其电学特性。纯度的所有变化都是永久性的。钚中的金属离子污染通常发生在600oC以上。PRT传感器是用高纯度铂制成的,因此最容易受到这种类型的污染。金属离子的污染是不可逆的,PRT的温度可能会持续上升。这在基准温度非常稳定的三水位电池中尤为明显。PRT制造用于极高温度时,其结构应保护传感器免受离子污染。

  温度传感器盖通常是密封的,以防止污染。工业温度传感器和辅助温度传感器在密封前都没有清空。因此,通常它们内部会有干燥的空气。它们暴露在各种温度下时,在电线表面形成氧化。氧化主要影响温度传感器,其传感元件包括钨。氧化会增加金属RTD中的RTPW(水三相点处的阻力)。幸运的是,可以使用制造商建议的温度和程序对RTD进行退火处理,消除氧化。比较退火前后温度传感器和水箱三点精度等标准。这使您能够确认流程是否成功。

  6、歇斯底里和不可重复

  磁滞现象是温度计在连续的温度范围内移动时,温度传感器的读数落后或出现“内存”效果的情况。测量取决于传感器或电线暴露的以前温度。温度传感器第一次通过一定范围的温度(例如,从冷到热)时,它会跟随特定曲线。如果以相反的顺序(本例中为冷带热)重复测量,则有延迟问题的温度计将与前一组测量有偏差。重复时,偏移并不总是相同的。

  未损坏的标准钚电阻温度计(SPRT)旨在防止SPRT变形,因此不会出现歇斯底里。但是耐用的PRT不是无变化的设计,至少会有一些延迟。当水分进入或水分渗透到温度传感器内部时,所有类型的RTD都可能发生歇斯底里。

  7、不均匀性

  在高温下使用热电偶时,其导线会受到污染。这将导致导线的局部sebeck系数在初始状态下发生变化。也就是说,这改变了电线对温度变化的敏感性。但是沿热电偶的长度暴露的温度和污染可能不均匀。Sebeck系数将成为沿热电偶位置的函数。这导致测量误差,该误差不仅测量热传导在整个热电偶总长度范围内可以承受的温度曲线,还测量节点的温度。

  8、短期稳定性

  测量重复性是可以用多种方法使用的术语。必须由使用该术语的人定义。通常是指热循环或校准过程中RTPW的重复性。

  为了防止温度传感器故障和避免污染,在恶劣环境下使用温度传感器时要采取适当的预防措施。不要让过渡结承受高于或低于环氧密封或过渡结能承受的温度。请参考温度传感器规格,或向温度传感器制造商咨询过渡接头温度规格。如果过渡节点有可能暴露在高温或微弱的高温下,建议使用隔热罩或散热器。防止失败的其他方法:

  不要摔倒、碰撞或振动PRT。

  不要弯曲不是设计为可以弯曲的护套。轻微的弯曲也会对校准或温度传感器的寿命产生不利影响。

  请勿将转换接头浸泡在液体中。

  不要超过温度传感器的温度规格。

  不要长时间浸泡温度传感器。尤其是在可能发生氧化的温度下。

  不要拉温度传感器电缆或过度收紧。

  感谢大家耐心看完,如果想要更多关于温度传感器的相关知识,欢迎联系我们!