Vad är rätt mätmetod för termoelementkalibrering?

Termoelementets kalibreringsreglering kräver att referensterminalerna för standard termoelementet och det testade termoelementet införs i {{0}} grad under kalibrering. För termoelement för ädelmetall (S, R, B -skalmärken) som används i kalibreringsarbetet är ledningarna för de testade termoelementen mjuka och enkla att tråd; För billiga metalltermoelement som används i kalibreringsarbetet, på grund av den relativt stora diametern för de flesta termoelement, är det svårt att direkt introducera referensänden i 0 grad. Därför används kompensationsledningar ofta för att införa den fria änden av termoelementet i fryspunkten, och sedan används koppartrådar för att leda det till spänningsområdet för en högprecision digital multimeter för mätning.

Rätt mätmetod för termoelementkalibreringsprocessen visas i figur 1:

Bild 1 Rätt mätmetod under termoelementkalibreringsprocessen

1. Vanliga felaktiga anslutningar av kompensationsledningar

① Det tros att med kompensationsledningar kan fryspunkten elimineras, såsom visas i figur 2.

Figur 2 Felmätningsmetod för att inte använda fryspunkten under termoelementets kalibreringsprocess

② Det tros att anslutning av kompensationsledningar är bättre, inte bara mellan termoelementet och fryspunkten, utan också mellan fryspunkten 0 grad och den högprecision digitala multimetern, som visas i figur 3.

När du kontrollerar termoelementet i figur 3, använd en kompensationstråd mellan 0 examen och den digitala funktionstabellen

Nedan följer en analys av de fel som genereras av dessa två ledningsformer (förutsatt att inga kompensationsfel i kompensationsledningarna):

När den är ansluten korrekt (se figur 1), om typen av termoelement är Y och kompensationstråden är YX, kan tillämpa lagen om mellanliggande ledare, spänningen som accepteras av den högsta precisionen digital multimeter kan erhållas som:

Ez {{0}} ey (T1, T3)+EYX (T3, T 0) ​​= Ey (T1, T0) ------- formel 1 1

Temperaturen T1 vid termoelementets arbetsändar är exakt den termoelektriska potentialen relativt 0 -graden, och läsningen kan direkt jämföras med skalan för att avgöra om den uppfyller kraven.

För situationen i figur 2, tillämpning av lagen om mellanliggande ledare, är den spänning som accepteras av den digitala multimeter med hög precision:

EZ=Ey (T1, T3)+EYX (T3, T2)=Ey (T1, T2) ------- Formel 2

Jämfört med ekvation (1) är ingångsmiljötemperaturen T2 för det elektriska mätinstrumentet exakt annorlunda från potentialen vid 0 grad:

Ey (t1, t 0) - ey (t1, t2)=ey (t2, t 0) --------------- formel 3

Om verifieringsresultatet är lägre än det faktiska potentiella värdet för termoelementet enligt situationen i figur 2 är skillnaden potentialen för termoelementets omgivningstemperatur relativt 0 graden.

För situationen i figur 3, tillämpning av lagen om mellanliggande ledare, är den spänning som accepteras av den digitala multimeter med hög precision:

EZ{{0}}EY (T1, T3)+EYX (T3, T0) - EYX (T0, T2)=EY (T1, T0) - EYX (T0, T2) ------- Formula 4

Från resultaten från arbetstiden, även om fryspunkten tillsattes, kompenserades den högprecision-digitala multimetern i omvänd riktning genom att ansluta en kompensationstråd från fryspunkten. Det slutliga resultatet är detsamma som figur 2, där det uppmätta värdet är lägre än det faktiska potentialvärdet för termoelementet, och skillnaden är fortfarande potentialen för termoelementets omgivningstemperatur relativt 0 graden.

2. Föreslå att du använder termoelement istället för att kompensera tråd

Vid termoelementkalibrering används ofta kompensationsledningar för anslutande ledningar för lågkostnadsmetalloelement, men noggrannheten för termoelement som kompenserar ledningar är i allmänhet inte hög. Enligt relevanta nationella standarder är toleransen för att kompensera ledningar för termoelement i precisionskvalitet ± 2,5 grader för S-koppar och ± 1,5 grader för K-koppar. Detta introducerar för mycket fel för termoelementkalibrering och kan leda till okvalificerade resultat för kvalificerade termoelement.

Syftet med att använda termoelementkompensationsledningar i kalibrering är att kompensera temperaturen T3 vid termoelementets utgångsterminal till den erforderliga T 0 (0 graden) för kalibrering (som visas i figur 1). Enligt praxis, för kalibrering av billiga metalltermoelement, används en arbetsgrad I φ 0. 5mm termoelementtrådanslutning, med en flexibel tråddiameter, enkel ledning och låg kostnad. Termoelement i klass I, som kompensationsledningar, måste genomgå kalibrering och införa korrigeringsvärden, annars kommer de att införa fel på (0. 4-1. 5) grad; For the calibration of precious metal thermocouples (especially S and R type thermocouples with a length of {{10}}mm, which cannot be directly placed in the reference end thermostat due to their short wires), a Φ 0.3mm same polarity thermocouple wire (with a tolerance of ± 1 degree ) that meets the accuracy level of first-class standard thermocouples can be used to connect the Termoelementkablar till de positiva och negativa polerna i det testade termoelementet, och effekten är mycket idealisk. Användningen av termoelementkablar för verifiering av termoelement för ädelmetall är verkligen idealisk, men kostnaden är inte låg. Motsvarande kompensationsledningar kan också användas, men de måste kalibreras och endast användas efter att korrigering har praktisk betydelse.

I teorin, enligt den homogena ledarlagen för termoelement, är den termoelektriska potentialen för en homogen ledare endast relaterad till temperaturen vid korsningen mellan de två ändarna och är oberoende av temperaturfördelningen längs den heta elektroden. Så termoelementet är direkt anslutet till en termoelementtråd, och de två elektroderna i termoelementet sträcker sig direkt från termoelementet till fryspunkten utan att beakta mellanliggande temperatur T3 (se figur 1).

Med användning av kompensationsledningar för anslutning krävs att temperaturen i de två anslutningsändarna på termoelementet är konsekvent vid T3. I den faktiska verifieringen är emellertid den fria änden av termoelementet beläget i slutet av verifieringsugnen, och temperaturen i slutet är mycket hög. Påverkan av strålning och konvektiv värmeöverföring på det omgivande området är betydande, vilket gör det svårt att uppnå jämn temperatur vid den fria änden av det verifierade termoelementet. Så i verifieringsprocessen införlivas felet som orsakas av inkonsekvent temperatur i ändarna i verifieringsresultaten för termoelementet. Genom att ansluta till termoelementkablar, även om temperaturen i den fria änden av termoelementet inte är konsekvent påverkar det inte kalibreringsresultaten.

3. Val och användning av koppartrådar

Introducera den fria änden av termoelementet i fryspunkten och anslut den till mätänden på den digitala multimeter med hög precision med hjälp av koppartråden från fryspunkten. Vissa termoelementskalibreringsbestämmelser har sådana bestämmelser, medan andra inte gör det. Enligt verifieringsreglerna för "låg kostnadsmetalltermoelement för arbete" krävs det uttryckligen att ledningstrådarna för referensänden i termoelementet bör anslutas med koppartrådar av samma material, och kontakten bör vara bra; Även om verifieringsreglerna för "ädelmetalltermoelement för arbete" föreskriver i det schematiska diagrammet för verifieringsprincipen som referensänden för termoelementet måste anslutas till konverteringsomkopplaren (riktningsomkopplare), anger de inte vilken typ av blytråd som ska användas. Därför har en del personal lagt till onödiga detaljer och använt kompensationsledningar (de orsakade felen har analyserats ovan).

Kraven för ledningsledningarna för termoelementets referensterminal är ganska strikta. Ledningarna som är anslutna till de två polerna i termoelementet måste skäras i två sektioner med samma koppartråd och anslutna till referensterminalerna för de två polerna i termoelementet (Coppartrådens resistivitet vid 2 0 -graden bör vara mindre än 0,01724 μ Ω · m). Eftersom de inte är samma koppartråd, även om deras resistivitet uppfyller kraven, finns det också skillnader mellan dem. Därför kommer paret som består av två koppartrådar att generera ytterligare termoelektrisk potential i termoelementkretsen under effekten av temperaturskillnaden. Storleken på denna elektromotoriska kraft är relaterad till skillnaden i material mellan de två koppartrådarna och temperaturskillnaden mellan de två ändarna av koppartrådarna, vilket kommer att införa vissa fel i termoelementet som testas.

Dessutom måste anslutningen mellan koppartråden och referensterminalen för termoelementelektroden ha god kontakt. Det har bevisats att metoden för att använda en fiskmunn för att klämma fortfarande antas allmänt av många kalibreringspersonal. Men denna metod kommer att införa ett fel på {{0}}. 5-1. 0 grad i detekteringskretsen, och detta fel är inte ett fast värde, ibland tillräckligt för att påverka bedömningen av kalibreringsresultaten.