熱電偶檢定中補(bǔ)償導(dǎo)線的使用問題

摘要:通過實(shí)驗(yàn)以及根據(jù)帶補(bǔ)償導(dǎo)線熱電偶的測溫原理,，分析了熱電偶與補(bǔ)償導(dǎo)線接點(diǎn)溫度對測量結(jié)果的影響,，得出配用補(bǔ)償導(dǎo)線檢定的熱電偶需先測量其在接點(diǎn)溫度時(shí)的誤差，并在整體檢定時(shí)加入修正的檢定方法,。
　　為了保證熱電偶測量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠，新制造和使用中的熱電偶需進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)。檢定熱電偶一般使用JJG351-96工作用《廉金屬熱電偶》檢定規(guī)程或JJF1262-2010《鎧裝熱電偶》校準(zhǔn)規(guī)范,。檢定規(guī)程適用于長度不小于750mm的熱電偶的檢定;校準(zhǔn)規(guī)范適用于金屬套管長度不小于500mm的熱電偶的校準(zhǔn),。檢定規(guī)程與校準(zhǔn)規(guī)范均要求熱電偶的參考端需引入冰點(diǎn)恒溫器內(nèi)，但在日常檢定中因短型熱電偶與熱電偶材質(zhì)過硬,，熱電偶參考端無法引入冰瓶的情況經(jīng)常發(fā)生,，所以為了補(bǔ)償參考端的溫度，常常引入補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行檢定,。JJG351-96對補(bǔ)償導(dǎo)線的檢定方法與技術(shù)指標(biāo),，以及帶補(bǔ)償導(dǎo)線熱電偶的檢定方法均做了規(guī)定;JJF1262-2010也對補(bǔ)償導(dǎo)線引入的不確定度作了分析。但在日常檢定中發(fā)現(xiàn),，連接補(bǔ)償導(dǎo)線前后熱電偶的檢定結(jié)果有一定差異,，甚至無法判斷熱電偶是否合格。因此,，主要討論工作用廉金屬熱電偶需連接補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)的問題,，以便更好地開展檢定工作。
1熱電偶配用補(bǔ)償導(dǎo)線測溫原理
　　熱電偶配用補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行檢定的連接方式如圖1,。
 
　　熱電偶和補(bǔ)償導(dǎo)線組成的回路,，根據(jù)熱電偶四大定律中的連接導(dǎo)體定律與中間溫度定律，其回路總的熱電勢為
 
　　式中:Tn為偶絲和補(bǔ)償導(dǎo)線連接點(diǎn)的溫度;T0為補(bǔ)償導(dǎo)線與儀表連接處溫度;T為測量端溫度,。
2使用補(bǔ)償導(dǎo)線檢定需注意的問題
1)須選用經(jīng)檢定允差為（100±0.2）℃的延長型補(bǔ)償導(dǎo)線;
2)參考接點(diǎn)溫度不得超過100℃;
3)熱電偶長度不小于350mm,熱電偶加補(bǔ)償導(dǎo)線的總長度不小于750mm;
4)只限于檢定II級允差熱電偶;
5)使用相應(yīng)型號(hào)的補(bǔ)償導(dǎo)線;
6)補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶的正負(fù)極務(wù)必連接正確,。
3實(shí)驗(yàn)
　　選用經(jīng)檢定允差為00+0.2)9℃的φ0.3mm的K型熱電偶作補(bǔ)償導(dǎo)線，在補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接處放置恒溫瓶,，用于改變環(huán)境溫度,，按圖2連接進(jìn)行熱電偶檢定。
 
　　改變恒溫瓶的溫度,，得出檢定結(jié)果如表1,。
 
　　不連接補(bǔ)償導(dǎo)線，直接對熱電偶進(jìn)行檢定,，得出檢定結(jié)果如表2,。
 
　　從以上數(shù)據(jù)可以看出，即使補(bǔ)償導(dǎo)線的使用完全滿足規(guī)程的要求,，極性與偶型全部都正確,，由于補(bǔ)償.導(dǎo)線與熱電偶連接處的環(huán)境溫度不同，依然會(huì)造成檢.定結(jié)果的差異,，導(dǎo)致無法判斷熱電偶合格與否,。
由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出:當(dāng)補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接處的環(huán)境溫度為0℃時(shí)，其檢定結(jié)果與不使用補(bǔ)償導(dǎo)線的檢定結(jié)果相吻合,。
4補(bǔ)償導(dǎo)線引入誤差的修正值
　　在使用補(bǔ)償導(dǎo)線檢定時(shí),，根據(jù)規(guī)程及一般的操作方法,，對檢定數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，(1)式默認(rèn)為
 
　　根據(jù)以上分析,，對這次實(shí)驗(yàn)的被檢偶與補(bǔ)償導(dǎo)線在不同環(huán)境溫度下各T,。點(diǎn)作誤差分析，結(jié)果見表3,。
 
　　II級允差熱電偶判定合格的條件是誤差≤±2.5℃或0.75%l(表示檢定點(diǎn)溫度),，而補(bǔ)償導(dǎo)線的允差要求是(00±0.2)℃,所以在T。點(diǎn)所造成的誤差高可能達(dá)到.2.7℃,對于判斷熱電偶是否合格,，會(huì)引入很大的不確定度,。
　　所以按一般方法帶補(bǔ)償導(dǎo)線檢定熱電偶，其不確定度分析并不能像JJF1262-2010的補(bǔ)償導(dǎo)線不確定度分析那樣只從補(bǔ)償導(dǎo)線的本身的特性來評定,，還需分析被檢熱電偶在T,。溫度點(diǎn)時(shí)的熱電勢，若想把不確定度降低,，則應(yīng)測量被檢熱電偶在T,。溫度點(diǎn)時(shí)的熱電勢，并加入修正值,。
　　將表3中得出的修正值帶入本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果中,，0802#，0803#熱電偶修正后的檢定結(jié)果見表4,。
 
　　由表4可以看出加入修正后的結(jié)果接近熱電偶參考端直接插入冰瓶時(shí)的測量結(jié)果,，因此建議在日常檢定使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)引入被檢偶在常溫下的檢定步驟，并加入修正,，作為最終的測量結(jié)果,。
　　日常檢定中需要用補(bǔ)償導(dǎo)線檢定的熱電偶通常比較短或者材質(zhì)過硬，導(dǎo)致熱電偶參考端無法引入冰瓶,，要測量其在常溫下的熱電勢可通過帶有補(bǔ)償功能的數(shù)字儀表,。因?yàn)闄z定溫度較低，就能減少因高溫爐漏熱及熱電偶絲傳熱對參考端的影響,，可以利用周圍的空氣溫度通過帶有補(bǔ)償功能的數(shù)字儀表計(jì)算并修正,。
5結(jié)論
　　帶補(bǔ)償導(dǎo)線檢定熱電偶，補(bǔ)償導(dǎo)線與被檢偶的接點(diǎn)溫度對檢定結(jié)果有一定的影響,，這種影響需根據(jù)被檢熱電偶測溫特性與補(bǔ)償導(dǎo)線的特性評定,。因此，為了更好地進(jìn)行需要引入補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電偶檢定或校準(zhǔn),，除了要嚴(yán)格按照規(guī)程的規(guī)定以及注意極性相符,、偶型相同的要求”外，還需注意以下幾點(diǎn):
1)保證與熱電偶接線端連接的兩個(gè)接點(diǎn)溫度穩(wěn)定,，同時(shí)保持兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相等,。
2)分析被檢熱電偶在接點(diǎn)溫度的熱電勢,，以便得到修正值。