4.14. Основные составляющие погрешности измерения тп
4.14.1Температурная погрешность
ЭДС термопреобразователя может быть представлена в виде:
где
- коэффициент термо-ЭДС;
Tг - температура горячего спая термопары;
Tв - температура окружающего воздуха.
Представим выражение в следующем виде:
(5)
Из
выражения (5) следует, что термо-ЭДС
вакуумных термопреобразователей
определяется значением
.
Этот параметр зависит от многих факторов,
основными являются нагрев ТП рабочим
током влияние изоляционной бусинки.
Нагрев ТП рабочим током определяется, прежде всего, номинальным рабочим током. Наиболее сильноточным термопреобразователем является ТВБ-7 температурная погрешность, которого может достигать значений 0,08 % /°С.
Влияние изоляционной бусинки на температурную погрешность термопреобразователей определяется как ее размерами, так и расстоянием между горячим спаем термопары и нагревателем. У термопреобразователей типа ТВБ диаметр изоляционной бусинки находится в пределах 40...400 мкм в зависимости от номинала. Анализ технологии изготовления термопреобразователей типа ТВБ показывает, что разброс расстояний между нагревателем и горячим спаем термопары для одного и того же типа термопреобразователей незначителен, и его влиянием можно пренебречь. Разброс значений температурной погрешности термопреобразователей, изготовленных в одной партии, достигает ±0,06%, что в основном определяется погрешностью измерения размеров изоляционной бусинки.
4.14.2Частотная погрешность
На
частотную погрешность
ТП заметное влияние оказывает способ
их включения в измерительную цепь.
Существует два варианта включения ТП
в измерительную цепь - симметричный с
нулевым потенциалом в центре нагревателя
и несимметричный с нулевым потенциалом
на вводе нагревателя в месте его выхода
из стеклянного баллона.
Частотные свойства ТП определяются в основном тремя факторами:
скин-эффектом;
наличием паразитного емкостного тока, протекающего через стеклянную бусинку на термопару и подогревающего её, что приводит к возникновению зависимости термо-ЭДС от частоты;
волновым распределением тока, протекающего вдоль нагревателя.
Частотная погрешность определялась по формуле:
где, IЭТ – измеряемый ВЧ ток;
IТББ - ВЧ ток термопреобразователя, эквивалентный постоянному току.
Частотная погрешность увеличивается с увеличением частоты и составляет у закороченного ввода (средние значения): для преобразователей ТВБ-6 - порядка 5 % с номинальным током 50 мА, для ТВБ-7 - порядка 10 % с номинальным током 100 мА. Существенно большие значения этой погрешности у потенциального ввода ТВБ на спаде волны тока в линии.
Можно сделать следующие выводы:
частотная погрешность ТВБ, отнесенная к потенциальному вводу, существенно превышает погрешность, отнесенную к закороченному вводу, где ток в линии составляет максимальное значение, поэтому предпочтительнее измерения проводить у закороченного ввода термопреобразователя;
значения частотной погрешности заметно различаются у разных образцов одного типа ТВБ. Для их использования в качестве эталонных преобразователей необходима индивидуальная калибровка каждого образца. При этом следует определять частотный поправочный коэффициент, рассчитываемый по формуле:
