הגורמים העיקריים המשפיעים על טעות המדידה של צמדים תרמיים

הגורמים העיקריים המשפיעים על שגיאות המדידה כוללים עומק החדרת צמד תרמי, זמן תגובה, קרינה תרמית ועכבה תרמית.
1. השפעת זמן התגובה
העיקרון הבסיסי של מדידת טמפרטורת מגע הוא שאלמנט מדידת הטמפרטורה חייב להגיע לשיווי משקל תרמי עם האובייקט הנמדד. לכן, יש צורך לשמור על פרק זמן מסוים במהלך מדידת הטמפרטורה על מנת להשיג שיווי משקל תרמי בין השניים. משך זמן ההחזקה קשור לזמן התגובה התרמית של אלמנט מדידת הטמפרטורה. זמן התגובה התרמית תלוי בעיקר במבנה ובתנאי המדידה של החיישן, עם הבדלים משמעותיים. עבור אמצעי גז, במיוחד גזים נייחים, יש לשמור על שיווי המשקל למשך 30 דקות לפחות או יותר;
עבור נוזלים, הזמן המהיר ביותר צריך להיות לפחות 5 דקות. עבור אתר הבדיקה המשתנה כל הזמן, במיוחד תהליך השינוי המיידי, אם כל התהליך הוא רק שנייה אחת, זמן התגובה של החיישן נדרש להיות ברמה של אלפיות השנייה. לכן, חיישני טמפרטורה רגילים לא רק לא מצליחים לעמוד בקצב שינוי הטמפרטורה של האובייקט הנמדד, אלא גם מייצרים שגיאות מדידה עקב חוסר היכולת להשיג שיווי משקל תרמי. עדיף לבחור חיישן עם תגובה מהירה. עבור צמדים תרמיים, בנוסף להשפעה של צינורות מגן, קוטר קצה המדידה של הצמד התרמי הוא גם הגורם העיקרי, כלומר, ככל שהחוט התרמו דק יותר, כך קוטר קצה המדידה קטן יותר, והתרמיות שלו קצרה יותר. זמן תגובה. ניתן לקבוע את שגיאת התגובה התרמית של אלמנט מדידת הטמפרטורה על ידי המשוואה הבאה.
Δθ{{0}}Δθ 0exp (- t)/ τ)
בנוסחה, t - זמן מדידה S,
Δθ- השגיאה הנגרמת על ידי אלמנט מדידת הטמפרטורה בזמן t, K או מעלות
Δθ שגיאה הנגרמת על ידי אלמנט מדידת טמפרטורה בזמן 0- "t=0", K או מעלות
τ- קבוע זמן S
E - הבסיס של הלוגריתמים הטבעיים (2.718)
לכן, כאשר t{{0}} τ When, אז Δθ=Δθ 0/e הוא 0.368,
אם t{{0}} τ When, אז Δθ=Δθ 0/e2 הוא 0.135.
כאשר הטמפרטורה של האובייקט הנבדק היא במהירות מסוימת כאשר (k/s או מעלות /s) עולה או יורדת, שגיאת התגובה שנוצרת לאחר זמן מספק יכולה להתבטא באופן הבא:
Δθ∞=- τ
בנוסחה Δθ∞- השגיאה הנגרמת על ידי אלמנט מדידת הטמפרטורה לאחר זמן מספיק.
כפי שניתן לראות מהאמור לעיל, שגיאת התגובה קשורה לקבוע הזמן( τ) פרופורציונלי ישיר. על מנת לשפר את יעילות הכיול, ארגונים רבים משתמשים בהתקני כיול אוטומטיים כדי לכייל צמדים תרמיים נכנסים. עם זאת, מכשיר זה אינו שלם במיוחד. הסדנה לטיפול בחום של מפעל ההילוכים השני למכוניות גילתה שאם זמן הטמפרטורה הקבוע ב-400 מעלות אינו מספיק כדי להשיג שיווי משקל תרמי, קל לבצע שיפוטים שגויים.

2. השפעת עומק ההחדרה
בחירת נקודות מדידת טמפרטורה
עומק הכנסת ב
כאשר הצמד התרמי מוכנס למקום שנבדק, תיווצר זרימת חום לאורך כיוון החיישן. כאשר טמפרטורת הסביבה נמוכה, יהיה איבוד חום. גרימת שגיאות במדידת טמפרטורה עקב חוסר עקביות בטמפרטורה בין הצמד התרמי לבין האובייקט הנמדד. בקיצור, השגיאות שנגרמות מהולכת חום קשורות לעומק ההחדרה.
עומק ההחדרה קשור לחומר של צינור המגן. בשל המוליכות התרמית הטובה שלו, עומק ההחדרה של צינורות מגן מתכת צריך להיות עמוק יותר (כפי 15-20 מהקוטר). לחומרים קרמיים יש ביצועי בידוד טובים וניתן להחדירם רדוד יותר (כפי 10-15 מהקוטר). עבור מדידת טמפרטורה הנדסית, עומק ההחדרה קשור גם אם אובייקט המדידה נמצא במצב סטטי או זורם. לדוגמה, מדידת הטמפרטורה של נוזל זורם או זרימת אוויר במהירות גבוהה לא תהיה כפופה למגבלות לעיל. עומק ההחדרה יכול להיות רדוד יותר, והערך הספציפי צריך להיקבע על ידי ניסויים.
3. השפעת קרינה תרמית
צמד תרמי שיוחדר לכבשן לצורך מדידת טמפרטורה יחומם על ידי הקרינה התרמית הנפלטת מעצמים בטמפרטורה גבוהה. בהנחה שהגז בתוך התנור שקוף, וכאשר הפרש הטמפרטורה בין הצמד התרמי לדופן התנור גדול, יתרחשו טעויות במדידת טמפרטורה עקב חילופי אנרגיה.
אנרגיית הקרינה המוחלפת בין השניים בתוך יחידת זמן היא P, שניתן לבטא כך:
P= σε (Tw4 Tt4) (2-3)
בנוסחה σ- קבוע סטפן בולץ
ε- פליטות
Tt - טמפרטורת הצמד התרמי, K
Tw - טמפרטורת קיר התנור, K
ביחידת זמן, חילופי האנרגיה בין הצמד התרמי לגז שמסביב (טמפרטורה T) באמצעות הסעה והולכת חום הוא P ′
P ′= A (T-Tt) (2-4)
בנוסחה - מוליכות תרמית
A - שטח פנים של צמד תרמי
בתנאים רגילים, P=P ′, עם שגיאה של:
Tt-T= σε (Tt4 Tw4)/ А (2-5)
עבור יחידת שטח, השגיאה היא
Tt-T= σε (Tt4 Tw4)/ (2-6)
לכן, על מנת להפחית שגיאות קרינה תרמית, יש צורך להגביר את הולכת החום ולהפוך את טמפרטורת דופן התנור Tw קרוב ככל האפשר לטמפרטורה Tt של הצמד התרמי.