थर्मोकपल की माप त्रुटि को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक

माप त्रुटियों को प्रभावित करने वाले मुख्य कारकों में थर्मोकपल प्रविष्टि गहराई, प्रतिक्रिया समय, थर्मल विकिरण और थर्मल प्रतिबाधा शामिल हैं।
1. प्रतिक्रिया समय का प्रभाव
संपर्क तापमान माप का मूल सिद्धांत यह है कि तापमान मापने वाले तत्व को मापी जा रही वस्तु के साथ थर्मल संतुलन तक पहुंचना चाहिए। इसलिए, दोनों के बीच थर्मल संतुलन प्राप्त करने के लिए तापमान माप के दौरान एक निश्चित अवधि बनाए रखना आवश्यक है। धारण समय की लंबाई तापमान मापने वाले तत्व के थर्मल प्रतिक्रिया समय से संबंधित है। थर्मल प्रतिक्रिया समय मुख्य रूप से सेंसर की संरचना और माप स्थितियों पर निर्भर करता है, जिसमें महत्वपूर्ण अंतर होता है। गैस मीडिया, विशेष रूप से स्थिर गैसों के लिए, संतुलन कम से कम 30 मिनट या उससे अधिक समय तक बनाए रखा जाना चाहिए;
तरल पदार्थों के लिए, सबसे तेज़ समय कम से कम 5 मिनट होना चाहिए। तापमान लगातार बदलते परीक्षण स्थल के लिए, विशेष रूप से तात्कालिक परिवर्तन प्रक्रिया के लिए, यदि पूरी प्रक्रिया केवल 1 सेकंड है, तो सेंसर का प्रतिक्रिया समय मिलीसेकंड स्तर में होना आवश्यक है। इसलिए, सामान्य तापमान सेंसर न केवल मापी गई वस्तु के तापमान परिवर्तन दर को बनाए रखने में विफल रहते हैं, बल्कि थर्मल संतुलन प्राप्त करने में असमर्थता के कारण माप त्रुटियां भी उत्पन्न करते हैं। तेज़ प्रतिक्रिया वाला सेंसर चुनना सबसे अच्छा है। थर्मोकपल के लिए, सुरक्षात्मक ट्यूबों के प्रभाव के अलावा, थर्मोकपल के मापने वाले सिरे का व्यास भी मुख्य कारक होता है, अर्थात, थर्मोकपल तार जितना पतला होगा, मापने वाले सिरे का व्यास उतना ही छोटा होगा, और उसका थर्मल उतना ही छोटा होगा। प्रतिक्रिया समय। तापमान मापने वाले तत्व की थर्मल प्रतिक्रिया त्रुटि निम्नलिखित समीकरण द्वारा निर्धारित की जा सकती है।
Δθ{{0}}Δθ 0EXP (- T)/ τ)
सूत्र में, टी - माप समय एस,
Δθ- समय t, K या डिग्री पर तापमान मापने वाले तत्व के कारण होने वाली त्रुटि
Δθ समय पर तापमान मापने वाले तत्व के कारण त्रुटि 0- "t=0", K या डिग्री
τ- समय स्थिरांक एस
ई - प्राकृतिक लघुगणक का आधार (2.718)
इसलिए, जब t{0}} τ जब, तब Δθ=Δθ 0/e 0.368 है,
यदि t{0}} τ कब, तो Δθ=Δθ 0/e2 0.135 है।
जब परीक्षण की गई वस्तु का तापमान एक निश्चित गति पर होता है जब (k/s या डिग्री/s) बढ़ता या गिरता है, तो पर्याप्त समय के बाद उत्पन्न प्रतिक्रिया त्रुटि को निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है:
Δθ∞=- τ
सूत्र में Δθ∞- पर्याप्त समय के बाद तापमान मापने वाले तत्व के कारण हुई त्रुटि।
जैसा कि ऊपर से देखा जा सकता है, प्रतिक्रिया त्रुटि समय स्थिरांक (τ) से सीधे आनुपातिक है। अंशांकन की दक्षता में सुधार करने के लिए, कई उद्यम आने वाले थर्मोकपल को अंशांकित करने के लिए स्वचालित अंशांकन उपकरणों का उपयोग करते हैं। हालाँकि, यह डिवाइस बहुत संपूर्ण नहीं है. द्वितीय ऑटोमोबाइल ट्रांसमिशन फैक्ट्री की ताप उपचार कार्यशाला ने पाया है कि यदि 400 डिग्री पर निरंतर तापमान का समय थर्मल संतुलन प्राप्त करने के लिए पर्याप्त नहीं है, तो गलत निर्णय लेना आसान है।

2. सम्मिलन गहराई का प्रभाव
तापमान माप बिंदुओं का चयन
बी की प्रविष्टि गहराई
जब थर्मोकपल को परीक्षण किए गए स्थान में डाला जाता है, तो सेंसर की लंबाई दिशा के साथ गर्मी प्रवाह उत्पन्न होगा। जब परिवेश का तापमान कम होगा, तो गर्मी का नुकसान होगा। थर्मोकपल और मापी गई वस्तु के बीच तापमान असंगतता के कारण तापमान माप त्रुटियाँ उत्पन्न होती हैं। संक्षेप में, ऊष्मा चालन के कारण होने वाली त्रुटियाँ सम्मिलन गहराई से संबंधित हैं।
सम्मिलन की गहराई सुरक्षात्मक ट्यूब की सामग्री से संबंधित है। इसकी अच्छी तापीय चालकता के कारण, धातु सुरक्षात्मक ट्यूबों की प्रविष्टि गहराई अधिक गहरी (व्यास से लगभग 15-20 गुना) होनी चाहिए। सिरेमिक सामग्री में अच्छा इन्सुलेशन प्रदर्शन होता है और इसे उथले (व्यास का लगभग 10-15 गुना) डाला जा सकता है। इंजीनियरिंग तापमान माप के लिए, प्रविष्टि गहराई इस बात से भी संबंधित है कि माप वस्तु स्थिर या प्रवाहित स्थिति में है या नहीं। उदाहरण के लिए, बहते हुए तरल पदार्थ या उच्च गति वाले वायुप्रवाह के तापमान का माप उपरोक्त सीमाओं के अधीन नहीं होगा। प्रविष्टि की गहराई कम हो सकती है, और विशिष्ट मान प्रयोगों द्वारा निर्धारित किया जाना चाहिए।
3. तापीय विकिरण का प्रभाव
तापमान माप के लिए भट्ठी में डाला गया थर्मोकपल उच्च तापमान वाली वस्तुओं द्वारा उत्सर्जित थर्मल विकिरण द्वारा गर्म किया जाएगा। यह मानते हुए कि भट्ठी के अंदर गैस पारदर्शी है, और जब थर्मोकपल और भट्ठी की दीवार के बीच तापमान का अंतर बड़ा होता है, तो ऊर्जा विनिमय के कारण तापमान माप त्रुटियां होंगी।
एक इकाई समय के भीतर दोनों के बीच आदान-प्रदान की गई विकिरण ऊर्जा P है, जिसे इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:
पी= σε (Tw4 Tt4) (2-3)
सूत्र में σ- स्टीफन बोल्ट्ज़ स्थिरांक
ε- उत्सर्जन
टीटी - थर्मोकपल का तापमान, के
Tw - भट्टी की दीवार का तापमान, K
समय की एक इकाई में, संवहन और ताप संचालन के माध्यम से थर्मोकपल और आसपास की गैस (तापमान टी) के बीच ऊर्जा विनिमय P 'है।
पी ′= ए (टी-टीटी) (2-4)
सूत्र में - तापीय चालकता
ए - थर्मोकपल का सतह क्षेत्र
सामान्य परिस्थितियों में, P=P ′, त्रुटि के साथ:
Tt-T= σε (Tt4 Tw4)/ А (2-5)
एक इकाई क्षेत्र के लिए, त्रुटि है
टीटी-टी= σε (टीटी4 टीडब्ल्यू4)/ (2-6)
इसलिए, थर्मल विकिरण त्रुटियों को कम करने के लिए, गर्मी चालन को बढ़ाना और भट्ठी की दीवार के तापमान Tw को थर्मोकपल के तापमान Tt के जितना संभव हो उतना करीब बनाना आवश्यक है।