1、 概述

根據(jù) JJG141—2013《工作用貴金屬熱電偶檢定規(guī)程》要 求，檢定方法有雙極比較法和同名極比較法，根據(jù)單位的情況采用雙極比較法。其檢定原理圖應(yīng)按照圖 1 所示進(jìn)行。規(guī)程要求檢定時檢定標(biāo)準(zhǔn)與所有被檢熱電偶的參考端應(yīng)全部直接插入 1 個 0℃的冰點槽里，這樣經(jīng)過轉(zhuǎn)換開關(guān)，由低電勢直流電位差計或其他等精度電測儀器測得的熱電勢值為 E( t0 ) ，即檢定爐的爐溫 t，相對于 0℃的熱電勢值，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)熱電偶誤差修正后，就可以從熱電偶分度表中直接查得熱電偶所測實際溫度，或計算出被檢熱電偶的誤差值。 

 

2 熱電偶的檢定方法及所用標(biāo)準(zhǔn)裝置

通常熱電偶的檢定方法有雙極比較法、同名極比較法，一般使用的是同名極比較法，其檢定原理如圖 1 所示。

熱電偶在檢定前先清洗、退火、然后捆扎入爐。檢定在鋅( 419． 527℃ ) 、鋁( 660． 323℃ ) 、銅( 1 084． 62℃ ) 3 個固定點進(jìn)行，開始測量時，其測量順序為由低溫到高溫逐點檢定，檢定爐爐溫偏離檢定點溫度不得超過 ± 5℃，當(dāng)爐溫升到設(shè)定檢定點后觀測到爐溫變化小于 0． 1℃ /min( S 型、Ｒ 型熱電偶) 時，開始測量，其測量順序為:

測量時每只熱電偶的熱電動勢測量次數(shù)不少于 4 次，整個測量過程爐內(nèi)溫度變化低于 0． 5℃。測量讀數(shù)保留到小數(shù)點后 4 位( 0． 1 μv) 。由于檢定點是在鋅、鋁、銅 3 個固定點進(jìn)行的，合格的熱電偶在鑒定證書中還須給出 300℃ ～ 1 300℃ 各整百度上的熱電勢值。計算式為:

式中: et 溫度 t 時的熱電動勢值，e1、e2、e3 被檢定的熱電偶在 3 個固定點 t1、t2、t3 時的熱電動勢值，��1 ( t) ，��2 ( t) ，��3 ( t) ，分別為 t1，t2，t3 溫度下的影響函數(shù):

 

3 誤差來源、產(chǎn)生原因及計算分析

誤差來源主要以人、機、料、法、環(huán) 5 個方面分析。 1) 一等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10 － 鉑熱電阻的不確定度評定為 0． 6℃，正

態(tài)分布，取 k = 2． 58。則:

2) 一等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的年穩(wěn)定性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u2。由檢定規(guī)程 JJG75 － 1995 得知，其在銅點的年穩(wěn)定性不超過5 μv，假設(shè)按均勻分布，。其結(jié)果相當(dāng)于 0． 24℃。

 

3) 測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u3。對分度號為 S、編號為 47 － 1S － 11 的熱電偶在短時間內(nèi)測量 8 次，在銅點測量數(shù)據(jù)如下: 10． 567 9，10． 567 6，10． 567 5，10． 566 8，10． 566 5， 10． 566 3，10． 566 6，10． 656 9實驗標(biāo)準(zhǔn)偏差 Sn = 0． 049℃，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度:

 

4) 電測儀表讀數(shù)不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量 u4。 2010 型 7 位半數(shù)字多用表由使用說明書得知在測量銅點熱電勢為 10． 575 mv 時 的 極 限 誤 差 為 ± ( 0． 003 7% 讀 數(shù) + 0. 000 9% 量程) ，得允差 e4 = ± 1． 29 μv( S 熱電偶在銅點時) ，相當(dāng) 于 0． 11℃，假設(shè)按均勻分布，k = 槡3。其 結(jié) 果 相 當(dāng) 于0． 06℃。

5) 轉(zhuǎn)換開關(guān)寄生電勢引入的不確定度分量 u5。檢定規(guī)程規(guī)定，轉(zhuǎn)換開關(guān)各路寄生電勢小于 0． 4 μv，相當(dāng)于 0． 03℃。假設(shè)按均勻分布 。其結(jié)果相當(dāng)于 0． 02℃。

6) 檢定爐溫場不均勻性引入的不確定分量 u6。檢定規(guī)程

規(guī)定，管式檢定爐溫均勻溫場內(nèi)溫度變化梯度 ��0． 4℃ /10 mm，半寬度 e6 = 0． 2℃。按均勻分布。

 

4 被檢熱電偶總不確定度計算

1) 總不確定度由以上 8 項不確定度合成，上述 8 項不確定度彼此好立，因此合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 uc:

2) 拓展不確定度 U = KUC = 0． 78℃ ( k 取 2)

被檢熱電偶在使用溫度上限允許基本誤差 = 1 600℃ × 0. 25% = 4． 0℃ 

 

5 結(jié)語

鉑銠 10———鉑熱電偶檢定裝置的總不確定度為 0． 78℃，小于被檢熱電偶的允許基本誤差 4． 0℃，達(dá)到了計量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備不確定度為被校準(zhǔn)檢測設(shè)備不確定度的 1 /3 ～ 1 /10 點要求，滿足熱電偶檢定要求。從以上分析中可知，由于在熱電偶檢定中采取了許多消除或避免誤差產(chǎn)生的措施，使得被檢熱電偶的總不確定度為#低限度。因此，在檢定工作中，要嚴(yán)格遵守檢定規(guī)程，不斷學(xué)習(xí)，要從人員、裝置、方法、環(huán)境及被檢熱電偶特性等多方面做些更細(xì)致的工作，使測量不確定度減小到#低限度，以保證熱電偶的傳遞精度。為企業(yè)更好更快持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

 

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