Jaká je správná metoda měření pro kalibraci termočlánků?
Zanechat vzkaz
Regulace kalibrace termočlánku vyžaduje, aby referenční terminály standardního termočlánku a testovaného termočlánku byly zavedeny do {{0}} stupně během kalibrace. U drahých kovových termočlánků (značek S, R, B stupnice) používané při kalibrační práci jsou dráty testovaných termočlánků měkké a snadno se připojují; Pro nízkonákladové kovové termočlánky používané v kalibrační práci však kvůli relativně velkému průměru většiny termočlánků je však obtížné přímo zavést referenční konec do 0 stupně. Proto se kompenzační dráty často používají k zavedení volného konce termočlánku do bodu mrazu a poté se měděné dráty používají k jejich vedení do rozsahu napětí vysoce přesného digitálního multimetru pro měření.
Správná metoda měření pro proces kalibrace termočlánku je znázorněna na obrázku 1:
Obrázek 1 Správná metoda měření během procesu kalibrace termočlánku
1. Běžné nesprávné připojení kompenzačních vodičů
① Předpokládá se, že s kompenzačními dráty lze eliminovat bod mrazu, jak je znázorněno na obrázku 2.
Obrázek 2 Metoda měření chyb nepoužívání bodu zmrazení během procesu kalibrace termočlánku
② Předpokládá se, že připojení kompenzačních vodičů je lepší, nejen mezi termočlánkem a bodem zamrznutí, ale také mezi bodem mrazu 0 stupně a vysoce přesným digitálním multimetrem, jak je znázorněno na obrázku 3.
Při kontrole termočlánku na obrázku 3 použijte kompenzační drát mezi 0 stupněm a tabulkou digitálních funkcí
Níže je uvedena analýza chyb generovaných těmito dvěma zapojeními (za předpokladu, že žádné kompenzační chyby v kompenzačních drátech):
Při správném připojení (viz obrázek 1), pokud je typ termočlánku Y a kompenzační vodič je YX, přičemž zákon mezilehlého vodiče lze získat vysoce přesný digitální multimetr jako:
Ez {{0}} ey (t1, t3)+eyx (t3, t 0) = ey (t1, t0) ------- vzorec 1
Teplota T1 na pracovním konci termočlánku je přesně termoelektrický potenciál vzhledem k stupni 0 a čtení lze přímo porovnat s stupnicí, aby se určilo, zda splňuje požadavky.
Pro situaci na obrázku 2, použití zákona mezilehlého vodiče, je napětí přijaté vysoce přesným digitálním multimetrem:
Ez=ey (t1, t3)+eyx (t3, t2)=ey (t1, t2) ------- vzorec 2
Ve srovnání s rovnicí (1) je vstupní teplota environmentálního t2 elektrického měřicího přístroje přesně odlišná od potenciálu při 0 stupni:
EY (T1, T 0) - EY (T1, T2)=EY (T2, T 0) --------------- Formule 3
Pokud je výsledek ověření nižší než skutečná potenciální hodnota termočlánku podle situace na obrázku 2, rozdíl je potenciál okolní teploty termočlánku vzhledem k stupni 0.
Pro situaci na obrázku 3, při použití zákona mezilehlého vodiče, je napětí přijaté vysoce přesným digitálním multimetrem:
Ez {{0}} ey (t1, t3)+eyx (t3, t 0) - eyx (t 0, t2)=ey (t1, t 0) - eyx (t0, t2) {{{}} {{{{{{{{}} 4)
Z výsledků pracovní doby, ačkoli byl přidán bod mrazu, vysokohodinový digitální multimetr byl kompenzován opačně připojením kompenzačního drátu z bodu mrazu. Konečný výsledek je stejný jako obrázek 2, kde je měřená hodnota nižší než skutečná potenciální hodnota termočlánku a rozdíl je stále potenciálem okolní teploty termočlánku vzhledem k stupni 0.
2. Navrhněte použití termočlánku místo kompenzace drátu
Při kalibraci termočlánků se kompenzační dráty často používají pro spojovací dráty levných kovových termočlánků, ale přesnost vodičů kompenzujících termočlánky obecně není vysoká. Podle příslušných národních standardů je tolerance kompenzačních vodičů za přesné třídové termočlánky ± 2,5 stupně pro S-směrnice a ± 1,5 stupně pro K-Couples. To představuje příliš mnoho chyb pro kalibraci termočlánků a může mít za následek nekvalifikované výsledky pro kvalifikované termočlánky.
Účelem použití vodičů kompenzace termočlánku v kalibraci je kompenzace teploty T3 na výstupním terminálu terminálu na požadovaný t 0 (0 stupeň) pro kalibraci (jak je znázorněno na obrázku 1). Podle praxe se pro kalibraci levných kovových termočlánků používá pracovní stupeň I φ 0. 5mm připojení termočlánného drátu, s flexibilním průměrem drátu, snadným zapojením a nízkými náklady. Thermočlety třídy I, jako kompenzační dráty, musí podstoupit kalibraci a zavést korekční hodnoty, jinak zavedou chyby (0. 4-1. 5) stupeň; Pro kalibraci termočlánků drahých kovů (zejména termočlánků typu S a R s délkou {{1 0}} mm, které nelze přímo umístit v referenčním koncovém termostatu, které se splňuje s jejich krátkými vodiči), které lze použít k prvnímu ukončení tepové úrovně). Termočlánské vodiče na pozitivní a negativní póly testovaného termočlánku a účinek je velmi ideální. Použití vodičů termočlánků pro ověření termočlánků drahých kovů je skutečně ideální, ale náklady nejsou nízké. Lze také použít odpovídající kompenzační dráty, ale musí být kalibrovány a použity až po korekci, má praktický význam.
Teoreticky, podle homogenního vodičového zákona termočlánků, termoelektrický potenciál homogenního vodiče souvisí pouze s teplotou na křižovatce obou konců a je nezávislý na distribuci teploty podél horké elektrody. Thermočmán je tedy přímo spojen s termočlánkovým vodičem a dvě elektrody termočlánku se rozprostírají přímo z termočlánkového drátu k bodu mrazu, aniž by zvážily střední teplotu T3 (viz obrázek 1).
Použitím kompenzačních vodičů pro připojení je nutné, aby teplota dvou konců připojení termočlánku byla konzistentní na T3. Při skutečném ověření je však volný konec termočlánku umístěn na konci ověřovací pece a teplota na konci je velmi vysoká. Vliv přenosu záření a konvektivního tepla na okolí je významný, což ztěžuje dosažení konzistentní teploty na volném konci ověřeného termočlánku. V procesu ověření je tedy chyba způsobená nekonzistentní teplotou na koncích začleněna do ověřovacích výsledků termočlánku. Připojením se vodiči termočlánků, i když teplota na volném konci termočlánku není konzistentní, neovlivňuje výsledky kalibrace.
3. výběr a použití měděných vodičů
Představte volný konec termočlánku do bodu mrazu a připojte jej k měřicím konci vysoce přesného digitálního multimetru pomocí měděných vodičů z bodu mrazu. Některá předpisy kalibrace termočlánků mají taková ustanovení, zatímco jiné ne. Podle ověřovacích předpisů „nízkonákladových kovových termočlán pro práci“ je výslovně vyžadováno, aby olověné dráty referenčního konce termočlánku byly připojeny pomocí měděných vodičů stejného materiálu a kontakt by měl být dobrý; Ačkoli ověřovací předpisy pro „drahé kovové termočlánky pro práci“ stanoví ve schématickém diagramu principu ověření, že referenční konec termočlánku musí být připojen k přepínači konverze (směrový přepínač), nespecifikují, jaký typ vodicího drátu k použití. Někteří personál proto přidal zbytečné podrobnosti a použité kompenzační dráty (způsobené chyby byly analyzovány výše).
Požadavky na olověné dráty referenčního terminálu terminálu jsou poměrně přísné. Dráty spojené se dvěma póly termočlánku musí být nařezány do dvou řezů pomocí stejného měděného drátu a spojené s referenčními terminály dvou pólů termočlánku (odpor měděného drátu při 2 {1}} by měl být menší než 0,01724 μ Ω ω · m). Protože se nejedná o stejný měděný drát, ačkoli jejich odpor splňuje požadavky, existují také rozdíly mezi nimi. Proto pár složený ze dvou měděných vodičů vytvoří další termoelektrický potenciál v termočlánkovém obvodu pod vlivem teplotního rozdílu. Velikost této elektromotorické síly souvisí s rozdílem v materiálu mezi dvěma měděnými dráty a teplotním rozdílem mezi dvěma koncemi měděných vodičů, které zavedou určité chyby do testovaného termočlánku.
Kromě toho musí mít dobrý kontakt spojení mezi měděným vodičem a referenčním terminálem termočlánkové elektrody. Bylo prokázáno, že metoda používání rybích úst na svorku je stále široce přijata mnoha kalibračními personálem. Tato metoda však zavede chybu {{{0}}. 5-1. 0 stupeň v detekčním obvodu a tato chyba není pevná hodnota, někdy k ovlivnění úsudku výsledků kalibrace.
