温度传感器时间常数和滞后

2016/7/19 11:52:25 人评论 次浏览 分类:温度测量  文章地址:http://yunrun.com.cn/tech/951.html

温度传感器时间常数和滞后与温度传感器的热容量和热阻有关,除选用时间常数、滞后小的温度传感器外,还应保证合理插入深度和正确安装方法,才能保证温度测量准确性、温度控制系统的稳定性和控制质量。

温度传感器时间常数和滞后
实践证明热电偶热电阻、双金属温度计当被测温度突然发生变化时,其输出会延迟一段时间,这段延迟时间△τ一般叫做纯滞后或纯时延。在延迟△τ后,会以近似于指数曲线的规律变化(如下图所示),如忽略△τ,并以介质温度变化做计时起点,则上述曲线符合T=△T(1-e-t/τ),此式中T为温度;△T为温度变化;t为时间;τ为时间常数。时间常数就是反应曲线起点的切线与平衡温度交点A所对应的时间,也就是输出变化63.2%△T所需要的时间。

正确认识和对待温度传感器的时间常数和滞后,是一个很重要的问题。其关系到能否正确测量温度,及时反映被测量温度的变化。其对温度控制系统的稳定性及控制质量好坏,具有举足轻重的作用,所以是一个不容忽视的问题。

如何改善温度传感器的时间常数和滞后
温度传感器时间常数和滞后的大小,取决于元件的热容量和热阻。因为温度传感器升温需要吸收一定的热量,其变化1℃所需要的热量就是温度传感器的热容量,热容量越小越好。温度传感器传热又需要克服热阻,这和元件的结构、大小都有直接的关系。金属是热的良导体,热阻的大小常受温度传感器的气隙、绝缘物、保护套管的影响。

温度传感器的时间常数和滞后较大,通常可到几十秒到几分钟,因此对测量和控制温度的影响是很大的,尤其是对温度控制系统的稳定性有很大的影响。所以在现场应用中,除应该选择时间常数和滞后较小的温度传感器外,还应该注意温度传感器的安装方式。即安装时要有一定的插入深度,尤其是热电阻,插入深度不够往往会造成较大的误差;再就是工艺管道较细时,一定要局部加粗管道,或者尽量吧温度传感器安装管道的弯头上,要使温度传感器对着流体的流动方向;测量气液相介质的温度时,最好测量液相温度,因为液相温度的动态特性及稳定性优于气相温度;必要时还可以采取在保护管与热元件间填充金属屑或其它导热材料(铠装热电偶或铠装铂电阻就是在保护管和元件之间填充高纯度氧化铝粉),对于热电偶还可以采用露端式或接壳式热电偶。

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