鎧裝熱電偶兩種校準(zhǔn)方法的比較

摘要:通過JJG351-1996與JJF1262-2010兩種方法對(duì)8支鎧裝K型熱電偶進(jìn)行測(cè)試,，分析得出后者方法的復(fù)現(xiàn)性佳,，不確定度小，符合鎧裝廉金屬熱電偶的固有特性,。
0引言
　　熱電偶按結(jié)構(gòu)類型分類，可分為裝配式熱電偶、鎧裝熱電偶,、薄膜熱電偶及各種專用熱電偶。裝配式熱電偶通常由熱電極,、絕緣材料,、保護(hù)管和接線盒等部分組成。鎧裝熱電偶由熱電極.絕緣材料和金屬套管組合在一起,，并經(jīng)拉伸而成的組合式熱電偶,。與裝配式熱電偶相比，鎧裝熱電偶熱慣性小，響應(yīng)速度快;體積小,，熱容量小;可撓性好;機(jī)械性能,、耐介質(zhì)化學(xué)腐蝕性能好。
　　在JJF1262--2010《鎧裝熱電偶校準(zhǔn)規(guī)范》川公布實(shí)施之前,，并沒有專門針對(duì)鎧裝熱電偶的特殊性能實(shí)施的規(guī)程或規(guī)范,。因此，一般都參照J(rèn)JG351-1996《工作用廉金屬熱電偶檢定規(guī)程》12進(jìn)行校準(zhǔn),，即將鎧裝熱電偶與傳統(tǒng)裝配式熱電偶一樣,，捆扎成束放人檢定爐中校準(zhǔn)。因?yàn)橥鈿な墙饘俨牧系逆z裝熱電偶,，在被捆扎成束放入爐內(nèi)后,，從測(cè)量端區(qū)沿著電纜導(dǎo)熱較大，而且,，爐內(nèi)還存在熱對(duì)流與熱輻射等.導(dǎo)致溫場(chǎng)變化,使熱電偶束受熱不均勻,，最終導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果分散性較大。根據(jù)JJF1262--2010校準(zhǔn)300℃以上鎧裝廉金屬熱電偶時(shí),，在管式爐中配置帶插孔的均溫塊,，提供恒定的均勻溫場(chǎng);在臥式檢定爐內(nèi)放置均溫塊后，爐中心為金屬,，沒有空氣對(duì)流,，傳熱方式以導(dǎo)熱為主，溫度波動(dòng)小,，故溫場(chǎng)比較穩(wěn)定,。
為了驗(yàn)證兩種方法在300℃以上對(duì)鎧裝廉金屬熱電偶測(cè)量結(jié)果的影響，進(jìn)行比較試驗(yàn),。
1試驗(yàn)內(nèi)容
1.1使用設(shè)備
1)標(biāo)準(zhǔn)器:一等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶,。
2)電測(cè)設(shè)備:數(shù)字多用表KIETHLY2010,最大允許誤差±(0.0037%讀數(shù)+0.0009%量程)。
3)恒溫設(shè)備:熱電偶檢定爐PWKJ-100M,。
　　放置均溫塊前,，軸向均勻溫度場(chǎng)140mm任意兩點(diǎn)間溫差≤1℃;徑向溫度場(chǎng)任意兩點(diǎn)間溫差≤0.2℃。
　　放置均溫塊后,，孔底起算,，軸向30mm內(nèi)溫差0.3℃;孔底部同一截面任意孔問溫差絕對(duì)值0.12℃。
4)掃描開關(guān):WJ-3H,，寄生電勢(shì)≤0.2μV
5)被檢:8支鎧裝K型熱電偶(帶補(bǔ)償導(dǎo)線)
1.2試驗(yàn)方法
1.2.1JJG351-1996測(cè)量方法(管式爐未放置插孔均溫塊)
　　將一等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶套上高鋁保護(hù)管,與被檢鎧裝K型廉金屬熱電偶用細(xì)鎳鉻絲捆扎成圓形一束,，被檢熱電偶測(cè)量端圍繞標(biāo)準(zhǔn)熱電偶測(cè)量端均勻分布一周，并確保處于垂直標(biāo)準(zhǔn)熱電偶同--截面上,。然后將捆扎成束的熱電偶插入檢定爐中間位置,，深度約300mm,。標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的參考端與銅導(dǎo)線連接后放人冰瓶，銅導(dǎo)線另一端連接轉(zhuǎn)換開關(guān),。被檢鎧裝熱電偶的補(bǔ)償導(dǎo)線與銅導(dǎo)線連接后放入冰瓶,，銅導(dǎo)線另一端同樣連接轉(zhuǎn)換開關(guān)。然后開啟自動(dòng)測(cè)試軟件,，當(dāng)溫度符合要求時(shí)進(jìn)行測(cè)量,。每支熱電偶進(jìn)行4次讀數(shù)，取4次讀數(shù)的平均值,。每次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)完成后,，檢定爐冷卻至室溫，取出所有熱電偶重新捆扎后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),。實(shí)驗(yàn)測(cè)試2個(gè)溫度點(diǎn)，分別為400℃與1000℃,結(jié)果如表1.表2所示,。
 
1.2.2JJF1262-2010(管式爐放置插孔均溫塊)
　　與1.2.1方法在同一實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件下,，采用了同一套實(shí)驗(yàn)裝置。區(qū)別在于熱電偶檢定爐中放置了插孔均溫塊,，均溫塊的幾何中心放置于檢定爐的均勻溫度場(chǎng)中心,。然后將標(biāo)準(zhǔn)熱電偶同樣套上高鋁保護(hù)管，與被檢鎧裝熱電偶分別插入均溫塊至孔底,，并確保不會(huì)彈出,。其他測(cè)量方法同1.2.1。實(shí)驗(yàn)測(cè)試兩個(gè)溫度點(diǎn),，分別為400℃與1000℃,結(jié)果如表3.表4所示,。
 
1.3兩種方法的比較
　　由圖1、圖2可見,，未放置插孔均溫塊的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差最大值為1.3℃,最小為0.1℃;放置插孔均溫塊的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差最大值為0.4℃,，最小為0.1℃。后者的標(biāo)準(zhǔn)差多數(shù)較前者小,，且較為穩(wěn)定,。評(píng)估兩種方法的測(cè)量不確定度，400℃時(shí)U=1.5℃(k=2),1000℃時(shí)U=1.2℃(k=2);放置插孔均溫塊400℃與1000℃時(shí)U=0.6℃(k=2),較未放置插孔均溫塊小了近1倍,，并小于允差絕對(duì)值的1/3,。
 
2結(jié)語
　　通過比較實(shí)驗(yàn)，插孔均溫塊對(duì)鎧裝廉金屬熱電偶的測(cè)量結(jié)果有大幅度的改善,，復(fù)現(xiàn)性佳,，不確定度更小?？梢?，依據(jù)JJF1262-2010對(duì)鎧裝廉金屬.熱電偶進(jìn)行校準(zhǔn)，在管式爐中配置帶插孔的均溫塊,能夠提供恒定的均勻溫場(chǎng)，溫度波動(dòng)小,，溫場(chǎng)比較穩(wěn)定,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果更為正確、可靠,。