Quin és el mètode de mesura correcte per a la calibració de termopar?

La regulació de calibració del termopar requereix que els terminals de referència del termopar estàndard i el termopar provat siguin introduïts en grau {{0}} durant la calibració. Per als termoparells de metalls preciosos (marques a escala R, R, B) utilitzades en els treballs de calibració, els cables de les termoparells provades són suaus i fàcils de filtrar; No obstant això, per a termoparells metàl·lics de baix cost utilitzats en els treballs de calibració, a causa del diàmetre relativament gran de la majoria dels termoparells, és difícil introduir directament el final de referència en 0 graus. Per tant, els cables de compensació s’utilitzen sovint per introduir l’extrem lliure del termopar al punt de congelació, i després s’utilitzen cables de coure per conduir-lo al rang de tensió d’un multímetre digital d’alta precisió per a la mesura.

A la figura 1 es mostra el mètode de mesura correcte per al procés de calibració de termopar:

Figura 1 Mètode de mesurament correcte durant el procés de calibració del termopar

1. Connexions incorrectes comunes dels cables compensadors

① Es creu que amb cables de compensació es pot eliminar el punt de congelació, tal com es mostra a la figura 2.

Figura 2 Mètode de mesurament d'errors de no utilitzar el punt de congelació durant el procés de calibració del termopar

② Es creu que la connexió de cables de compensació és millor, no només entre el termopar i el punt de congelació, sinó també entre el punt de congelació 0 i el multímetre digital d’alta precisió, tal com es mostra a la figura 3.

Quan comproveu el termopar de la figura 3, utilitzeu un fil compensador entre 0 i la taula de funcions digitals

A continuació, es mostra una anàlisi dels errors generats per aquestes dues formes de cablejat (suposant que no hi hagi errors de compensació en els cables de compensació):

Si es connecta correctament (vegeu la figura 1), si el tipus de termopar és y i el fil compensador és YX, aplicant la llei del conductor intermedi, es pot obtenir la tensió acceptada pel multímetre digital d’alta precisió com:

Ez {{{0}} ey (t1, t3)+eyx (t3, t 0) ​​= ey (t1, t0) ------- fórmula 1

La temperatura T1 a l'extrem de treball de la termopar és exactament el potencial termoelèctric respecte al grau 0 i la lectura es pot comparar directament amb l'escala per determinar si compleix els requisits.

Per a la situació de la figura 2, l’aplicació de la llei del conductor intermedi, la tensió acceptada pel multímetre digital d’alta precisió és:

Ez=ey (t1, t3)+eyx (t3, t2)=ey (t1, t2) ------- fórmula 2

En comparació amb l'equació (1), la temperatura ambiental d'entrada T2 de l'instrument de mesura elèctrica és exactament diferent del potencial a 0 grau:

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

Si el resultat de la verificació és inferior al valor potencial real de la termopar segons la situació de la figura 2, la diferència és el potencial de la temperatura ambient del termopar en relació amb el grau 0.

Per a la situació de la figura 3, l’aplicació de la llei del conductor intermedi, la tensió acceptada pel multímetre digital d’alta precisió és:

EZ {{{0}} ey (t1, t3)+eyx (t3, t 0) - eyx (t 0, t2)=ey (t1, t 0) - eyX (t0, t2) -------}}}}} fórmula 4

A partir dels resultats de les hores de treball, tot i que es va afegir el punt de congelació, el multímetre digital d’alta precisió es va compensar al revés connectant un fil de compensació des del punt de congelació. El resultat final és el mateix que la figura 2, on el valor mesurat és inferior al valor potencial real del termopar, i la diferència continua sent el potencial de la temperatura ambient del termopar en relació amb el grau 0.

2. Suggeriu utilitzar la termopar en lloc de compensar el filferro

En la calibració del termopar, sovint s’utilitzen cables compensadors per als cables de connexió de termocoums metàl·lics de baix cost, però la precisió dels cables compensadors de termopar no és generalment elevada. Segons els estàndards nacionals rellevants, la tolerància a la compensació dels cables per termoparells de grau de precisió és de ± 2,5 graus per a couples S i ± 1,5 graus per a k-coparells. Això introdueix massa error per a la calibració del termopar i pot donar lloc a resultats no qualificats per a termocopis qualificats.

L’objectiu d’utilitzar cables de compensació de termopar en calibració és compensar la temperatura T3 al terminal de sortida de termopar al T {0 ({{2} graus) per a la calibració (com es mostra a la figura 1). Segons la pràctica, per a la calibració de termoparells metàl·lics de baix cost, s’utilitza un grau I φ φ 0. Els termoparells de grau I, com a cables de compensació, han de patir calibració i introduir valors de correcció, en cas contrari introduiran errors de (0. 4-1. 5) graus; Per a la calibració de termocouples de metall precoç (especialment s i r tipus termocouples amb una longitud de {{1 {0}} mm, que no es poden col·locar directament al termòstat final de referència a causa dels seus cables curts), un φ 0,3mm de la mateixa polaritat termopare Els termoparells es poden utilitzar per connectar els cables de termopar als pols positius i negatius del termopar provat, i l'efecte és molt ideal. L’ús de cables de termopar per a la verificació de termoparells de metalls preciosos és efectivament ideal, però el cost no és baix. També es poden utilitzar cables compensadors corresponents, però s’han de calibrar i utilitzar només després de la correcció té una importància pràctica.

En teoria, segons la llei de conductor homogènia dels termoparells, el potencial termoelèctric d’un conductor homogeni només està relacionat amb la temperatura a la unió dels dos extrems i és independent de la distribució de la temperatura al llarg de l’elèctrode calent. De manera que la termopar està directament connectada amb un fil de termopar i els dos elèctrodes del termopar s’estenen directament des del fil de termopar fins al punt de congelació, sense considerar la temperatura intermèdia T3 (vegeu la figura 1).

Utilitzant cables compensadors per a la connexió, cal que la temperatura dels dos extrems de connexió del termopar sigui coherent a T3. Tanmateix, en verificació real, l’extrem lliure del termopar es troba al final del forn de verificació i la temperatura al final és molt alta. La influència de la radiació i la transferència de calor convectiva als voltants és significativa, cosa que dificulta aconseguir una temperatura consistent a l’extrem lliure de la termopar verificada. Així, en el procés de verificació, l’error causat per la temperatura inconsistent als extrems s’incorpora als resultats de verificació del termopar. En connectar -se amb cables de termopar, fins i tot si la temperatura a l’extrem lliure de la termopar no és coherent, no afecta els resultats de calibració.

3. Selecció i ús de cables de coure

Introduïu l'extrem lliure del termopar al punt de congelació i connecteu-lo a l'extrem de mesura del multímetre digital d'alta precisió mitjançant cables de coure des del punt de congelació. Algunes normes de calibració de termopar tenen aquestes disposicions, mentre que d’altres no. Segons les regulacions de verificació de "termocopis metàl·lics de baix cost per al treball", es requereix explícitament que els cables de plom de l'extrem de referència del termopar s'hagin de connectar mitjançant cables de coure del mateix material i el contacte hauria de ser bo; Tot i que les regulacions de verificació de "termopares de metalls preciosos per al treball" estipulen en el diagrama esquemàtic del principi de verificació que s'ha de connectar l'extrem de referència del termopar. Per tant, algun personal ha afegit detalls innecessaris i ha utilitzat cables de compensació (els errors causats s’han analitzat anteriorment).

Els requisits per als cables de plom del terminal de referència del termopar són força estrictes. Els cables connectats als dos pols de la termopar s’han de tallar en dues seccions amb el mateix fil de coure i connectar -se als terminals de referència dels dos pols del termopar respectivament (la resistivitat del fil de coure a 2 {{1} grau hauria de ser inferior a 0,01724 μ μ · m). Com que no són el mateix fil de coure, tot i que la seva resistivitat compleix els requisits, també hi ha diferències entre ells. Per tant, la parella composta per dos cables de coure generarà un potencial termoelèctric addicional al circuit de termopar sota l'efecte de la diferència de temperatura. La magnitud d’aquesta força electromotriu està relacionada amb la diferència de material entre els dos cables de coure i la diferència de temperatura entre els dos extrems dels cables de coure, cosa que introduirà certs errors a la termopar.

A més, la connexió entre el fil de coure i el terminal de referència de l'elèctrode de termopar ha de tenir un bon contacte. S’ha demostrat que el mètode d’utilitzar una boca de peix per aferrar encara és àmpliament adoptat per molts personal de calibració. Tanmateix, aquest mètode introduirà un error de {{0}}. 5-1. 0 graus al circuit de detecció i aquest error no és un valor fix, de vegades suficient per afectar el judici dels resultats de la calibració.