金属电阻的温度效应
所有金属的电阻值会随温度变化而改变(遵循电阻温度系数规律):温度升高时,金属内部原子热运动加剧,电子散射增强,电阻增大;温度降低时则相反。
对于 ER 探头的敏感元件(金属试片),即使没有腐蚀发生,温度波动也会导致电阻值变化,这种 “非腐蚀引起的电阻变化” 会被误判为腐蚀信号,直接影响测量精度。
例如:铁的电阻温度系数约为 0.005/℃,若试片初始电阻为 100Ω,温度波动 10℃时,电阻会变化约 5Ω,远大于微米级腐蚀引起的电阻变化(通常仅微欧级)。
腐蚀速率本身的温度依赖性
温度升高会加速腐蚀化学反应(如电化学腐蚀的阳极溶解、阴极反应速率),导致实际腐蚀速率上升。若探头无法区分 “温度导致的电阻变化” 和 “真实腐蚀导致的电阻变化”,会进一步放大测量误差。
二、温度影响的量化程度
在未进行温度补偿的情况下,温度对精度的影响程度可参考以下数据:
对于常见金属(如碳钢、不锈钢),温度每波动 1℃,可能导致0.1%~0.5% 的电阻测量误差(取决于金属材质的电阻温度系数)。
在高温环境(如 100~300℃)中,若温度波动 ±10℃,未补偿的 ER 探头可能产生**±1%~±5% 的腐蚀速率测量误差**,甚至可能掩盖真实的腐蚀趋势(如低温时误判为 “低腐蚀”,高温时误判为 “高腐蚀”)。
在极端温度(如 > 400℃或 <-50℃)下,金属的晶体结构或氧化行为可能发生变化,电阻 - 温度关系偏离线性,此时未补偿的误差可超过**±10%**。
三、温度补偿后的影响程度
现代 ER 探头通过内置温度传感器 + 电路 / 算法补偿,可大幅降低温度影响:
硬件补偿:探头内置铂电阻(Pt100)或热电偶,实时监测敏感元件的温度,通过惠斯通电桥电路抵消温度引起的电阻变化。
算法补偿:基于金属的电阻温度系数,在数据处理中对测量值进行修正(如将实时电阻值折算为 “标准温度下的等效电阻”)。