淺談熱電偶在測量環境溫度出現誤差源漂移的簡短解釋
發布時間：2019-07-05 11:35:37來源：
當使用熱電偶測量環境溫度時，如果環境溫度恒定，則預期獲得的電壓不會改變。實際上，即使環境溫度恒定，電壓也會隨時間變化：這種現象稱為漂移，是熱電偶測量中的誤差源。由于熱電偶運行期間熱電元件的冶金變化而發生漂移：由于這些變化是時間依賴性的，因此電壓從預期值（漂移）的變化是時間依賴性的。圖1顯示了在500°C下暴露的1.5mm直徑裸線K型熱電偶的漂移示例：以微伏為單位的電壓變化報告為曝光時間的函數。
為了理解更好的漂移，讓我們考慮以下示例：讓我們假設曝光前的熱電偶（case1，圖2）具有30μV/ K的恒定塞貝克系數，并且熱電偶的結點在環境中浸沒500小時因此，在1000°C時，熱電偶暴露在400°C和600°C之間的部分的塞貝克系數變化達到40μV/ K（情況2，圖2）。所產生的電壓可以為情形1（計算Equation4）和情形2（Equation5）如下：
圖4 Equation6
其中E 0是預期電壓，ΔE1，ΔE2，...，ΔEn是漂移的不同成分，所有這些都與一種冶金改性有關。作為第二個例子，圖3顯示了具有恒定塞貝克系數的熱電偶上的溫度梯度，塞貝克系數在兩個不同位置經歷了兩次變化：
在熱電偶總長度L的0.3和0.4之間，第一次從30變化到40μV/ K，
在熱電偶總長度L的0.8和0.9之間，從30到40μV/ K的第二個變化。
第二次變化發生在零溫度梯度的區域，而第一次變化發生在較低溫度，但是在正溫度梯度的區域。
值得注意的是，方程式6中的積分是通過引入溫度梯度并沿熱電偶的長度積分來編寫的：該公式等效于公式4，但允許我們注意到當溫度梯度為零時積分為零。因此，塞貝克系數的變化是漂移的必要條件，但它不是充分條件：塞貝克系數的變化需要在溫度梯度的區域內發生。因此，圖3中較低溫度下的變化只會導致漂移。
可以從前面的示例中最終得出以下注釋：
即使冶金變化是溫度激活的，但不一定是在較高溫度下發生的變化是主要的，因為在較高溫度下熱電偶的部分通常經歷較不陡的梯度;
影響塞貝克系數的低溫和高溫現象都需要考慮漂移;
熱電偶連接處的變化通常對漂移沒有任何作用，因為可以假設結處于恒定溫度。
漂移中涉及的冶金現象可以區分為：
表面改性，由于熱電元件和熱電元件周圍環境之間的相互作用，與熱電元件的變化有關，批量修改，與熱電元件的體積變化有關。
表格修改清單如下：
氧化（裸線配置），
元素的耗盡形成熱電元件（裸線/ MIMS配置）
環境污染（裸線/ MIMS配置），
與絕緣體的相互作用（MIMS配置），
與護套的相互作用（MIMS配置）
在批量修改中，可列出以下現象：
相變
短/長距離排序轉換
糧食增長
殘余應變和位錯湮滅
再結晶
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