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装配式热电偶检定试验原理及设备和对象介绍

作时间:2017-10-24 17:59:19  来源:  作者:
   
摘要:本文通过在试验室对装配式热电偶带保护套管前后的检定,得出了有效的数据。通过对数据进行分析,得出其保护套管对测量不确定度和误差的影响程度,并分析了引起误差的可能性。
 
        1前言
        在工业生产中,温度类传感器是温度测量环节的核心部分,品种繁多。按测量方式分为接触式和非接触式两大类,按测温材质和信号类型分为电阻式和热电动势式两大类,即我们通常所说的热电阻热电偶。其中,热电偶是应用非常广泛的测温元件之一,因其价格低廉,测温区间较宽,输出信号稳定,耐恶劣环境等因素,已经广泛用于电厂、生产企业、科研院所等部门行业。
        热电偶因其工作原理、形状、安装方式等不同,分为普通热电偶、铠装热电偶、装配式热电偶、薄膜热电偶等类型,其中又以恺装热电偶和装配式热电偶非常为常用。在实际使用中,装配式热电偶均带有不锈钢保护套管,直径从小4至中16不等,若有特殊要求,则可按需定制。热电偶的结构虽然简单,但在使用中仍然会出现各种问题,导致测量数据不准确。例如:安装位置不当、补偿导线不合格、温度响应速度等。本文主要通过实验室的热电偶检定设备和实际使用中的数据收集来分析与普通热电偶相比,装配式热电偶的保护套管对测量的影响程度及合理的使用方法。
        1)试验原理、设备及对象
   热电偶测温工作原理
 2.1试验原理
        热电偶是有两根不同导体(或称电极)构成的。这两根导体一端焊接在一起,成为热端(或称工作端),测温时将此端处于被测介质中。另一端称为冷端(或自由端).接人二次仪表(显示仪表)或电测设备,如图1所示。由于导体的材质不同,热端和冷端存在温度差,因此回路中就有电流产生,形成热电现象。当组成热电偶的导体材料均匀时,其热电势的大小与导体本身的长度和直径大小无关,只与导体材料的成分及两端的温度有关。因此,用各种不同的导体或半导体可做成各种用途的热电偶,以满足不同温度对象测量的需要。常用的热电偶分为8种.按其导体所用的不同材质以不同的字母表示为B, R, S,K, E, N、J、T型。
        检定热电偶时,将单支控温热电偶(K型,I级)置于石英管中,由一端插人热电偶检定炉内,热端位置应尽可能靠近检定炉温场中心点,该控温偶用于对检定炉内温度的精确控制。然后将标准铂铭10.一铂热电偶(S型)和被检装配式热电偶(K型)从另一端插人热电偶检定炉内,通过导线将控温偶、标准偶、被检偶、温度控制器、冰点恒温器、低电势扫描开关、数字多用表等设备连接起来.记录I温度时的测量热电动势,采用直接比较法进行误差分析和判断,从而得出检定结果。系统接线如图2所示。
热电偶检定系统接线原理图
        在试验过程中需要注意:(1)在操作过程中应尽可能不碰触标准热电偶的电测回路.以免引起对回路中热电势的干扰.造成测量信号的较大波动。(?)被检热电偶在去除保护套管前后.在热电偶检定炉中的位置应满足轴向对称.以便尽可能保证相同的温场。(3)每次间隔测量时,标准热电偶和被检热电偶在检定炉中的位置须恒定不变,即相同的插入位置和插入深度。(4)使用相同的设备和连接导线。(5)保持试验过程中环境温度和湿度在规程允许的范围内。
 
       试验表明.装配式热电偶在检定护内沮度上升到tC.从而达到热平衡.比去除保护套管后达到热平衡需要等待更多的时间.一般在11,左右。另外.其热电动势在热平衡点附近上下波动的范围也更大,
    4.3 .2热辐射的影响
       插人炉内用于测沮的热电A.将被高沮物体发出的热辐射加热。假定炉内气体是透明的.而且热电偶与护NJ的溢差较大时.将因能量交换而产生侧沮误差。
    结语
       装配式热电偶是科研、生产过程中非常常用的温度测量元件之一其外围的保护套管虽然结构简单,但是在使用中仍然会产生一部分测量误差。经过试验证明,其产生的误差在进行不确定度评定时影响很小,误差在合理范围之内.并不影响一般使用。但是对于测量精度要求较高的场合.还应该进行必要的验证工作,给出修正值作为参考。
 

 

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