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工作用熱電偶檢定規(guī)程對比
日期：2025-03-31 19:37
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摘要：
工作用熱電偶檢定規(guī)程對比
工作用熱電偶檢定規(guī)程的重新制定，對原有規(guī)程的技術(shù)要求、檢定方法等都做了很好的改進(jìn)，適應(yīng)了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平。本文對新舊兩個(gè)規(guī)程主要不同之處進(jìn)行對比，以便讀者能夠更好地理解現(xiàn)有的檢定規(guī)程。
1.電測儀器等級的提高
由于在檢定I級允差熱電偶時(shí)，用一等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10—鉑熱電偶做標(biāo)準(zhǔn)，因此電測儀器需提高到0.02級，以保證檢測準(zhǔn)確度。因?yàn)橐坏葮?biāo)準(zhǔn)鉑銠10—鉑熱電偶定點(diǎn)不確定度為0.6℃，用0.05級電位差計(jì)在銅點(diǎn)測其電勢，電位差計(jì)的測量誤差為105757×0.0005+1=6μV，相當(dāng)于0.5℃，接近一等鉑銠10—鉑熱電偶不確定度。出于這方面的原因，新的規(guī)程規(guī)定0.05級電測設(shè)備不能使用。
2.溫場的嚴(yán)格規(guī)定
為了保證標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被檢熱電偶狀態(tài)一致，必須保證管狀爐溫場的長度，考慮到國外一些發(fā)達(dá)國家推薦的校熱電偶用管式爐均勻溫場約100mm左右，所以本規(guī)程規(guī)定管式爐長度為600mm，*高均勻溫場為60mm，溫度差小于1℃。
管式爐的徑向溫場不好，會使標(biāo)準(zhǔn)和被檢熱電偶溫差不一致。因?yàn)闄z定時(shí)捆扎后的廉金屬熱電偶測量端焊接點(diǎn)，在管式爐中呈平面分布，這樣給檢定結(jié)果帶來誤差。對本市十幾個(gè)單位在用管式爐進(jìn)行測試表明，徑向溫場不合格占50%以上，因此徑向溫場一定要滿足要求?？紤]到現(xiàn)在用的管式爐的內(nèi)徑為40mm，加熱絲直接繞在爐管上，管內(nèi)接近管壁位置溫度偏高，所以要在管內(nèi)壁周圍保留5mm間隙，捆扎后的標(biāo)準(zhǔn)偶和被檢偶的半徑不應(yīng)大于14mm，并以軸線為中心。實(shí)踐證明采用耐高溫恒慍塊能夠彌補(bǔ)溫場的不足，它既能滿足徑向溫場的要求，又能保證溫場長度的需要，還可以起到防止電干擾的作用。由于溫場在檢定過程中很重要，所以應(yīng)建立考核制度，定期對溫場進(jìn)行測試。
3.參考端的處理
熱電偶的參考端的引線要嚴(yán)格要求，一對熱電偶的兩極所連接的引線，一定要用同一支銅導(dǎo)線截成兩段，然后分別連接在熱電偶兩極的參考端上。因?yàn)椴皇峭恢с~導(dǎo)線，盡管它們的電阻率符合要求，但它們之間的微小差別將導(dǎo)致兩支銅導(dǎo)線組成的引線在溫差的作用下，在熱電偶回路中產(chǎn)生附加熱電動勢。這個(gè)電動勢的大小與兩支銅導(dǎo)線材質(zhì)差別大小，及銅導(dǎo)線兩端所處溫差大小有關(guān)，將給檢定的熱電偶帶來誤差。另外，銅導(dǎo)線與熱電偶電極參考端連接一定要接觸良好，*好用焊錫焊牢。如果用鱷魚夾將導(dǎo)線與測量端連接，將會在檢測回路中帶入(0.5～1)℃的不固定誤差。
為避免因檢定樣品熱傳導(dǎo)帶來過大誤差，必須對熱電偶捆扎束外徑做出限制。為保證有足夠的熱阻，樣品束的直徑和插入深度之比為1∶15，由于插入深度為300mm，則樣品束的直徑為20mm。這樣對粗直徑的熱電偶樣品束外徑插入深度能保持這個(gè)比例關(guān)系，對于小直徑的熱電偶，可增加支數(shù)，較原規(guī)程規(guī)定為5支更科學(xué)合理。
4.爐溫穩(wěn)定性的控制
因?yàn)闋t溫的變化直接帶入各支被檢偶的示值中去，在解決了*高溫場對檢定結(jié)果的影響后，讀數(shù)時(shí)的爐溫變化就成了提高檢定準(zhǔn)確度的主要因素。所以在整個(gè)測量過程中，爐溫變化不超過0.25℃。另外在用微機(jī)自動化檢定的時(shí)候，由于微機(jī)采樣時(shí)間短，一般用不了0.25℃的爐溫變化就能采完四次樣，但爐溫變化要滿足不大于0.2℃/min，否則其檢定結(jié)果的可信度就值得懷疑?？梢哉f，用微機(jī)自動控制爐溫不大于0.2℃/min，是微機(jī)檢定熱電偶的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。
由于現(xiàn)在的爐溫控制采用了先進(jìn)的控溫設(shè)備，爐溫變化的模式發(fā)生了變化，由原來的爐溫單向上升或下降的模式變?yōu)榻咏谡仪€，在檢定讀數(shù)時(shí)間內(nèi)，若使標(biāo)準(zhǔn)和被檢偶示值的算術(shù)平均值接近于同一溫度點(diǎn)時(shí)，必須增加讀數(shù)次數(shù)，所以新的規(guī)程要求測量次數(shù)不少于4次，比原規(guī)程測量次數(shù)增加了2次。
5.帶補(bǔ)償導(dǎo)線熱電偶的檢定
帶補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電偶，是指補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶緊緊連結(jié)在一起，無法分離開的熱電偶。連接上補(bǔ)償導(dǎo)線后進(jìn)行的檢定，其檢定結(jié)果是整體的，而不能把它作為熱電偶的檢定結(jié)果。因?yàn)閺?℃到熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接點(diǎn)所處溫度范圍內(nèi)，熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電勢不可能完全一致，也就是說它們是有差別的，存在一個(gè)不可知的熱電勢的差值。然而在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，熱電偶的熱電特性完全被補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電特性所代替。
6.新制熱電偶的退火
新制熱電偶在制作過程中，要焊接測量端和平電極，這樣做將給電極帶來作用力(焊接應(yīng)力和加工應(yīng)力)。為消除這些應(yīng)力，獲得穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)組織，必須退火。退火后的熱電偶電動勢穩(wěn)定。如果不退火就進(jìn)行檢定，可以發(fā)現(xiàn)，在同一溫度點(diǎn)上一次測一個(gè)值，其值一直在變化，退火后就不存在這個(gè)問題了。
工作用熱電偶檢定規(guī)程的重新制定，對原有規(guī)程的技術(shù)要求、檢定方法等都做了很好的改進(jìn)，適應(yīng)了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平。本文對新舊兩個(gè)規(guī)程主要不同之處進(jìn)行對比，以便讀者能夠更好地理解現(xiàn)有的檢定規(guī)程。
1.電測儀器等級的提高
由于在檢定I級允差熱電偶時(shí)，用一等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10—鉑熱電偶做標(biāo)準(zhǔn)，因此電測儀器需提高到0.02級，以保證檢測準(zhǔn)確度。因?yàn)橐坏葮?biāo)準(zhǔn)鉑銠10—鉑熱電偶定點(diǎn)不確定度為0.6℃，用0.05級電位差計(jì)在銅點(diǎn)測其電勢，電位差計(jì)的測量誤差為105757×0.0005+1=6μV，相當(dāng)于0.5℃，接近一等鉑銠10—鉑熱電偶不確定度。出于這方面的原因，新的規(guī)程規(guī)定0.05級電測設(shè)備不能使用。
2.溫場的嚴(yán)格規(guī)定
為了保證標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被檢熱電偶狀態(tài)一致，必須保證管狀爐溫場的長度，考慮到國外一些發(fā)達(dá)國家推薦的校熱電偶用管式爐均勻溫場約100mm左右，所以本規(guī)程規(guī)定管式爐長度為600mm，*高均勻溫場為60mm，溫度差小于1℃。
管式爐的徑向溫場不好，會使標(biāo)準(zhǔn)和被檢熱電偶溫差不一致。因?yàn)闄z定時(shí)捆扎后的廉金屬熱電偶測量端焊接點(diǎn)，在管式爐中呈平面分布，這樣給檢定結(jié)果帶來誤差。對本市十幾個(gè)單位在用管式爐進(jìn)行測試表明，徑向溫場不合格占50%以上，因此徑向溫場一定要滿足要求?？紤]到現(xiàn)在用的管式爐的內(nèi)徑為40mm，加熱絲直接繞在爐管上，管內(nèi)接近管壁位置溫度偏高，所以要在管內(nèi)壁周圍保留5mm間隙，捆扎后的標(biāo)準(zhǔn)偶和被檢偶的半徑不應(yīng)大于14mm，并以軸線為中心。實(shí)踐證明采用耐高溫恒慍塊能夠彌補(bǔ)溫場的不足，它既能滿足徑向溫場的要求，又能保證溫場長度的需要，還可以起到防止電干擾的作用。由于溫場在檢定過程中很重要，所以應(yīng)建立考核制度，定期對溫場進(jìn)行測試。
3.參考端的處理
熱電偶的參考端的引線要嚴(yán)格要求，一對熱電偶的兩極所連接的引線，一定要用同一支銅導(dǎo)線截成兩段，然后分別連接在熱電偶兩極的參考端上。因?yàn)椴皇峭恢с~導(dǎo)線，盡管它們的電阻率符合要求，但它們之間的微小差別將導(dǎo)致兩支銅導(dǎo)線組成的引線在溫差的作用下，在熱電偶回路中產(chǎn)生附加熱電動勢。這個(gè)電動勢的大小與兩支銅導(dǎo)線材質(zhì)差別大小，及銅導(dǎo)線兩端所處溫差大小有關(guān)，將給檢定的熱電偶帶來誤差。另外，銅導(dǎo)線與熱電偶電極參考端連接一定要接觸良好，*好用焊錫焊牢。如果用鱷魚夾將導(dǎo)線與測量端連接，將會在檢測回路中帶入(0.5～1)℃的不固定誤差。
為避免因檢定樣品熱傳導(dǎo)帶來過大誤差，必須對熱電偶捆扎束外徑做出限制。為保證有足夠的熱阻，樣品束的直徑和插入深度之比為1∶15，由于插入深度為300mm，則樣品束的直徑為20mm。這樣對粗直徑的熱電偶樣品束外徑插入深度能保持這個(gè)比例關(guān)系，對于小直徑的熱電偶，可增加支數(shù)，較原規(guī)程規(guī)定為5支更科學(xué)合理。
4.爐溫穩(wěn)定性的控制
因?yàn)闋t溫的變化直接帶入各支被檢偶的示值中去，在解決了*高溫場對檢定結(jié)果的影響后，讀數(shù)時(shí)的爐溫變化就成了提高檢定準(zhǔn)確度的主要因素。所以在整個(gè)測量過程中，爐溫變化不超過0.25℃。另外在用微機(jī)自動化檢定的時(shí)候，由于微機(jī)采樣時(shí)間短，一般用不了0.25℃的爐溫變化就能采完四次樣，但爐溫變化要滿足不大于0.2℃/min，否則其檢定結(jié)果的可信度就值得懷疑?？梢哉f，用微機(jī)自動控制爐溫不大于0.2℃/min，是微機(jī)檢定熱電偶的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。
由于現(xiàn)在的爐溫控制采用了先進(jìn)的控溫設(shè)備，爐溫變化的模式發(fā)生了變化，由原來的爐溫單向上升或下降的模式變?yōu)榻咏谡仪€，在檢定讀數(shù)時(shí)間內(nèi)，若使標(biāo)準(zhǔn)和被檢偶示值的算術(shù)平均值接近于同一溫度點(diǎn)時(shí)，必須增加讀數(shù)次數(shù)，所以新的規(guī)程要求測量次數(shù)不少于4次，比原規(guī)程測量次數(shù)增加了2次。
5.帶補(bǔ)償導(dǎo)線熱電偶的檢定
帶補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電偶，是指補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶緊緊連結(jié)在一起，無法分離開的熱電偶。連接上補(bǔ)償導(dǎo)線后進(jìn)行的檢定，其檢定結(jié)果是整體的，而不能把它作為熱電偶的檢定結(jié)果。因?yàn)閺?℃到熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線連接點(diǎn)所處溫度范圍內(nèi)，熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電勢不可能完全一致，也就是說它們是有差別的，存在一個(gè)不可知的熱電勢的差值。然而在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，熱電偶的熱電特性完全被補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電特性所代替。
6.新制熱電偶的退火
新制熱電偶在制作過程中，要焊接測量端和平電極，這樣做將給電極帶來作用力(焊接應(yīng)力和加工應(yīng)力)。為消除這些應(yīng)力，獲得穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)組織，必須退火。退火后的熱電偶電動勢穩(wěn)定。如果不退火就進(jìn)行檢定，可以發(fā)現(xiàn)，在同一溫度點(diǎn)上一次測一個(gè)值，其值一直在變化，退火后就不存在這個(gè)問題了。
