WRNM表面熱電偶測量的誤差分析

　　隨著性能的提高，電子功率密度上升，其溫度成為需要密切關(guān)注的參數(shù)。由于材料組成、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，溫度分布不均，電子設(shè)備的溫度、流速和傳熱的測量成為挑戰(zhàn)。仿真和測試是常用的兩種手段，測試結(jié)果往往被用作評判仿真精度的標(biāo)準(zhǔn)，那么如何評判測量的精度呢？本文重點(diǎn)關(guān)注WRNM表面熱電偶測溫的誤差分析。
　　熱流為何是個麻煩？
　　就像電氣領(lǐng)域中電壓和電流的測量，溫度和熱流測量時也面臨同樣的問題。只有理解了溫度傳感器本身及其周圍的熱流分布，才能進(jìn)行的溫度測量。反之，熱流的精密測量也同樣依賴溫度獲取。
　　安裝誤差的理論分析？
　　WRNM表面熱電偶是常用的溫度傳感器。使用WRNM表面熱電偶測量溫度的過程是這樣的：WRNM表面熱電偶與被測表面接觸后，熱流從被測物流入WRNM表面熱電偶，經(jīng)過一段時間后，傳熱過程達(dá)到穩(wěn)態(tài)。穩(wěn)定的時間、終的溫度分布取決于被測表面及WRNM表面熱電偶材料的物性參數(shù)、安裝方式及流過WRNM表面熱電偶引線的熱流散失大小。由于WRNM表面熱電偶感應(yīng)點(diǎn)與被測物之間存在熱阻，在熱流流過的情況下，被測物與感應(yīng)電之間必然存在溫差，這個溫差稱之為“WRNM表面熱電偶安裝誤差”。
　　這個誤差與被測物與WRNM表面熱電偶之間的接觸熱阻、WRNM表面熱電偶引線向外散失的熱量等相關(guān)。即使使用校準(zhǔn)的WRNM表面熱電偶，也無法消除上述誤差。為了評估上述誤差的大小需要定量分析上述傳熱過程。
　　接觸式溫度測量的模型如圖1所示，已經(jīng)有文獻(xiàn)對該模型進(jìn)行了理論分析，得到了分析解，當(dāng)L>10*r時，其中，△T為被側(cè)面與環(huán)境溫度的差值。
　　X為無量綱距離，x/r;
　　Bi=hconv.r/kw,kw為WRNM表面熱電偶線的導(dǎo)熱系數(shù)，r為半徑（如圖），hconv為WRNM表面熱電偶線與環(huán)境的對流換熱系數(shù)。
　　K是導(dǎo)熱系數(shù)比，kw/ks。ks為被測面導(dǎo)熱系數(shù)。
　　B=hc.r/ks。hc為接觸換熱系數(shù)。
　　Ttc為WRNM表面熱電偶測出的溫差。（此值加上環(huán)境溫度就是WRNM表面熱電偶讀數(shù)）。