熱電偶檢定過程正確的測量方法

　　熱電偶檢定規(guī)程要求將標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被檢熱電偶的參考端引入0℃。貴金屬熱電偶(S、R、B分度號(hào))，被檢熱電偶絲柔軟，接線方便;但對(duì)于檢定工作中使用的廉金屬熱電偶，由于大多數(shù)熱電偶直徑較厚，很難直接引入?yún)⒖级?℃，因此，熱電偶的自由端通常用補(bǔ)償導(dǎo)線引入冰點(diǎn)，然后用銅導(dǎo)線引出高精度數(shù)字多用表電壓檔進(jìn)行測量。

　　一、補(bǔ)償導(dǎo)線常見的錯(cuò)誤連接

　?、僬J(rèn)為有不需要冰點(diǎn)。

　?、谡J(rèn)為較好連接補(bǔ)償導(dǎo)線，不僅在熱電偶到冰點(diǎn)之間連接補(bǔ)償導(dǎo)線，而且在冰點(diǎn)O℃補(bǔ)償導(dǎo)線也連接到高精度數(shù)字多功能表。

　　這兩種接線形式產(chǎn)生的誤差分析如下:

　　如果熱電偶的類型是正確連接時(shí)Y，補(bǔ)償導(dǎo)線為YX，高精度數(shù)字多用表可以通過應(yīng)用中間導(dǎo)體定律獲得電壓:;EZ=EY(T1,T3)EYX(T3,TO)=EY(T1,T0)----------公式1

　　熱電偶工作端的溫度恰到好處T1相對(duì)于O℃熱電勢，可直接將讀數(shù)與分度表進(jìn)行比較，得出結(jié)果是否符合要求。應(yīng)用中間導(dǎo)體定律，高精度數(shù)字多用表接受的電壓為:

　　EZ=EY(T1,T3)EYX(T3,T2)=EY(T1,T2)---------公式2

　　與(⑴)相比，電測儀器輸入端的環(huán)境溫度正好相差T2相對(duì)于0℃時(shí)的電勢:EY(T1,T0)-EY(T1,T2)=EY(T2,T0)----------------公式3

　　驗(yàn)證結(jié)果低于實(shí)際熱電偶的電勢值，則熱電偶的環(huán)境溫度相對(duì)于0℃的電勢。應(yīng)用中間導(dǎo)體定律，高精度數(shù)字多用表接受的電壓為:

　　EZ=EY(T1,T3)EYX(T3,TO)-EYX(T0,T2)=EY(T1,TO)-EYX(T0,T2)-------公式4

　　從工作時(shí)間的結(jié)果來看，雖然增加了冰點(diǎn)，但從冰點(diǎn)到高精度數(shù)字多用表連接補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行反向補(bǔ)償。測量值低于實(shí)際熱電偶的電勢值，差值仍為熱電偶的環(huán)境溫度°C的電勢。

　　二、建議用偶絲代替補(bǔ)償導(dǎo)線

　　在熱電偶驗(yàn)證中，補(bǔ)償導(dǎo)線常用于廉金屬熱電偶的連接線，但熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的精度一般不高。根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，精密級(jí)熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的允差為S偶±2.5°℃，對(duì)于K偶為±1.5°℃，對(duì)于熱電偶檢定，引入誤差過大，有可能對(duì)不合格的熱電偶進(jìn)行檢定。

　　熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線用于檢定熱電偶輸出端的溫度T3.對(duì)檢定所要求的賠償TO(0C℃)。根據(jù)實(shí)踐，采用廉金屬熱電偶檢定工作Ⅰ級(jí)@0.5mm偶絲連接，絲徑柔軟，接線方便，成本低。Ⅰ級(jí)熱電偶作為補(bǔ)償導(dǎo)線必須校準(zhǔn)，引入修正值，否則將引入(0.4-1.5)C誤差;貴金屬熱電偶(尤其是200-700mmS和R類型熱電偶的驗(yàn)證，由于偶絲短，不能直接放置在參考端恒溫器中)，可以達(dá)到一流標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的準(zhǔn)確性水平Q0.3mm同極性熱電偶絲(允差±1℃)連接，將熱電偶絲與被檢熱電偶的正極和正極相連，負(fù)極與負(fù)極相連，效果非常理想。檢定貴金屬熱電偶用偶絲連接，效果真的很理想，但成本不低，也可以使用相應(yīng)的補(bǔ)償導(dǎo)線，但必須校準(zhǔn)，只有修正后才有實(shí)際意義。

　　從理論上講，根據(jù)熱電偶的均質(zhì)導(dǎo)體定律，均質(zhì)導(dǎo)體的熱電位僅與兩端連接器的溫度有關(guān)，而與沿?zé)犭姌O的溫度分布無關(guān)。因此，熱電偶的兩個(gè)電極直接連接到冰點(diǎn)，中間溫度T不考慮。

　　用補(bǔ)償導(dǎo)線連接熱電偶兩個(gè)連接端的溫度必須一致T3.但在實(shí)際驗(yàn)證中，熱電偶的自由端位于驗(yàn)證爐的末端，末端溫度很高，輻射和對(duì)流傳熱對(duì)周圍環(huán)境影響很大，被檢熱電偶的自由端溫度難以一致。因此，在驗(yàn)證過程中，由于端頭溫度不一致而產(chǎn)生的誤差，被帶入熱電偶的驗(yàn)證結(jié)果。即使熱電偶自由端溫度不—致，也不會(huì)影響驗(yàn)證結(jié)果。

　　三、銅線的選擇和使用

　　將熱電偶的自由端引入冰點(diǎn)，用銅線從冰點(diǎn)連接到高精度數(shù)字多用表的測量端。有些熱電偶的驗(yàn)證程序是這樣的，但有些沒有這樣描述。例如，《工作用廉金屬熱電偶檢定程序》明確要求熱電偶參考端的引線應(yīng)采用相同材料的銅線連接，接觸良好;雖然《工作用貴金屬熱電偶檢定程序》規(guī)定熱電偶參考端需要與轉(zhuǎn)換開關(guān)(轉(zhuǎn)向開關(guān))連接，但沒有*引線的性質(zhì)，因此也就出現(xiàn)了有部分人員畫蛇添足而使用補(bǔ)償導(dǎo)線的現(xiàn)象(產(chǎn)生的誤差已在上述作分析)。

　　熱電偶參考端的導(dǎo)線要求相當(dāng)嚴(yán)格。熱電偶兩極連接的導(dǎo)線必須用同一根銅線切成兩段，分別連接到熱電偶兩極的參考端(銅線在20C電阻率應(yīng)小于0.01724uOm)。由于不是同一根銅線，雖然電阻率滿足要求，但它們之間也有差異，因此兩根銅線組成的對(duì)子在溫差下會(huì)在熱電偶電路中產(chǎn)生額外的熱電勢。這種電勢的大小與兩根銅線的材質(zhì)差異和銅線兩端的溫差有關(guān)，會(huì)給檢測到的熱電偶帶來一定的誤差。

　　此外，銅線與熱電偶電極參考端的連接必須接觸良好。事實(shí)證明，用魚嘴夾一夾的做法仍然被許多檢定人員采用，這將在檢測電路中帶入0.5-1.0C誤差，誤差不是固定值，有時(shí)足以判斷檢定結(jié)果。