溫度傳感器時(shí)間常數(shù)和滯后
實(shí)踐證明熱電偶、熱電阻、雙金屬溫度計(jì)當(dāng)被測(cè)溫度突然發(fā)生變化時(shí)，其輸出會(huì)延遲一段時(shí)間，這段延遲時(shí)間△τ一般叫做純滯后或純時(shí)延。在延遲△τ后，會(huì)以近似于指數(shù)曲線的規(guī)律變化（如下圖所示），如忽略△τ，并以介質(zhì)溫度變化做計(jì)時(shí)起點(diǎn)，則上述曲線符合T=△T（1-e-t/τ），此式中T為溫度；△T為溫度變化；t為時(shí)間；τ為時(shí)間常數(shù)。時(shí)間常數(shù)就是反應(yīng)曲線起點(diǎn)的切線與平衡溫度交點(diǎn)A所對(duì)應(yīng)的時(shí)間，也就是輸出變化63.2%△T所需要的時(shí)間。
正確認(rèn)識(shí)和對(duì)待溫度傳感器的時(shí)間常數(shù)和滯后，是一個(gè)很重要的問題。其關(guān)系到能否正確測(cè)量溫度，及時(shí)反映被測(cè)量溫度的變化。其對(duì)溫度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及控制質(zhì)量好壞，具有舉足輕重的作用，所以是一個(gè)不容忽視的問題。
如何改善溫度傳感器的時(shí)間常數(shù)和滯后
溫度傳感器時(shí)間常數(shù)和滯后的大小，取決于元件的熱容量和熱阻。因?yàn)闇囟葌鞲衅魃郎匦枰找欢ǖ臒崃浚渥兓?℃所需要的熱量就是溫度傳感器的熱容量，熱容量越小越好。溫度傳感器傳熱又需要克服熱阻，這和元件的結(jié)構(gòu)、大小都有直接的關(guān)系。金屬是熱的良導(dǎo)體，熱阻的大小常受溫度傳感器的氣隙、絕緣物、保護(hù)套管的影響。
溫度傳感器的時(shí)間常數(shù)和滯后較大，通常可到幾十秒到幾分鐘，因此對(duì)測(cè)量和控制溫度的影響是很大的，尤其是對(duì)溫度控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大的影響。所以在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，除應(yīng)該選擇時(shí)間常數(shù)和滯后較小的溫度傳感器外，還應(yīng)該注意溫度傳感器的安裝方式。即安裝時(shí)要有一定的插入深度，尤其是熱電阻，插入深度不夠往往會(huì)造成較大的誤差；再就是工藝管道較細(xì)時(shí)，一定要局部加粗管道，或者盡量吧溫度傳感器安裝管道的彎頭上，要使溫度傳感器對(duì)著流體的流動(dòng)方向；測(cè)量氣液相介質(zhì)的溫度時(shí)，最好測(cè)量液相溫度，因?yàn)橐合鄿囟鹊膭?dòng)態(tài)特性及穩(wěn)定性優(yōu)于氣相溫度；必要時(shí)還可以采取在保護(hù)管與熱元件間填充金屬屑或其它導(dǎo)熱材料(鎧裝熱電偶或鎧裝鉑電阻就是在保護(hù)管和元件之間填充高純度氧化鋁粉)，對(duì)于熱電偶還可以采用露端式或接殼式熱電偶。
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