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裝配式熱電偶檢定試验原理及設備和對象介紹

作時間:2017-10-24 17:59:19  来源:  作者:
   
摘要:本文通過在試验室對裝配式熱電偶帶保護套管前後的檢定,得出了有效的數據。通過對數據進行分析,得出其保護套管對測量不确定度和誤差的影響程度,并分析了引起誤差的可能性。
 
        1前言
        在工业生産中,溫度類傳感器是溫度測量環節的核心部分,品種繁多。按測量方式分为接觸式和非接觸式兩大類,按測溫材質和信号類型分为電阻式和熱電动勢式兩大類,即我們通常所說的熱電阻熱電偶。其中,熱電偶是應用最廣泛的測溫元件之一,因其价格低廉,測溫區間較寬,輸出信号穩定,耐惡劣環境等因素,已经廣泛用于電廠、生産企业、科研院所等部門行业。
        熱電偶因其工作原理、形狀、安裝方式等不同,分为普通熱電偶、铠裝熱電偶、裝配式熱電偶、薄膜熱電偶等類型,其中又以恺裝熱電偶和裝配式熱電偶最为常用。在實際使用中,裝配式熱電偶均帶有不鏽鋼保護套管,直徑從小4至中16不等,若有特殊要求,則可按需定制。熱電偶的結構雖然簡單,但在使用中仍然會出現各種問題,導致測量數據不準确。例如:安裝位置不當、補償導線不合格、溫度響應速度等。本文主要通過實验室的熱電偶檢定設備和實際使用中的數據收集来分析與普通熱電偶相比,裝配式熱電偶的保護套管對測量的影響程度及合理的使用方法。
        1)試验原理、設備及對象
   熱電偶測溫工作原理
 2.1試验原理
        熱電偶是有兩根不同導體(或稱電極)構成的。这兩根導體一端焊接在一起,成为熱端(或稱工作端),測溫時将此端處于被測介質中。另一端稱为冷端(或自由端).接人二次儀表(顯示儀表)或電測設備,如圖1所示。由于導體的材質不同,熱端和冷端存在溫度差,因此回路中就有電流産生,形成熱電現象。當組成熱電偶的導體材料均勻時,其熱電勢的大小與導體本身的長度和直徑大小無關,隻與導體材料的成分及兩端的溫度有關。因此,用各種不同的導體或半導體可做成各種用途的熱電偶,以滿足不同溫度對象測量的需要。常用的熱電偶分为8種.按其導體所用的不同材質以不同的字母表示为B, R, S,K, E, N、J、T型。
        檢定熱電偶時,将單支控溫熱電偶(K型,I級)置于石英管中,由一端插人熱電偶檢定爐内,熱端位置應盡可能靠近檢定爐溫場中心點,該控溫偶用于對檢定爐内溫度的精确控制。然後将标準鉑銘10.一鉑熱電偶(S型)和被檢裝配式熱電偶(K型)從另一端插人熱電偶檢定爐内,通過導線将控溫偶、标準偶、被檢偶、溫度控制器、冰點恒溫器、低電勢掃描開關、數字多用表等設備連接起来.記錄I溫度時的測量熱電动勢,采用直接比較法進行誤差分析和判斷,從而得出檢定結果。系統接線如圖2所示。
熱電偶檢定系統接線原理圖
        在試验過程中需要注意:(1)在操作過程中應盡可能不碰觸标準熱電偶的電測回路.以免引起對回路中熱電勢的幹擾.造成測量信号的較大波动。(?)被檢熱電偶在去除保護套管前後.在熱電偶檢定爐中的位置應滿足軸向對稱.以便盡可能保證相同的溫場。(3)每次間隔測量時,标準熱電偶和被檢熱電偶在檢定爐中的位置須恒定不變,即相同的插入位置和插入深度。(4)使用相同的設備和連接導線。(5)保持試验過程中環境溫度和濕度在規程允許的範圍内。
 
       試验表明.裝配式熱電偶在檢定護内沮度上升到tC.從而达到熱平衡.比去除保護套管後达到熱平衡需要等待更多的時間.一般在11,左右。另外.其熱電动勢在熱平衡點附近上下波动的範圍也更大,
    4.3 .2熱輻射的影響
       插人爐内用于測沮的熱電A.将被高沮物體發出的熱輻射加熱。假定爐内氣體是透明的.而且熱電偶與護NJ的溢差較大時.将因能量交換而産生側沮誤差。
    結語
       裝配式熱電偶是科研、生産過程中最常用的溫度測量元件之一其外圍的保護套管雖然結構簡單,但是在使用中仍然會産生一部分測量誤差。经過試验證明,其産生的誤差在進行不确定度評定時影響很小,誤差在合理範圍之内.并不影響一般使用。但是對于測量精度要求較高的場合.還應該進行必要的验證工作,給出修正值作为參考。
 

 

注明,三暢儀表文章均为原創,轉載請标明本文地址

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