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浅谈关于设置热电偶校准的基本检定方法和步骤

来源:发表时间:2019-07-10


读出连接
      热电偶与读数的连接取决于是使用内部还是外部参考接点。内部参考结通常用于高吞吐量,低至中等精度的应用。错误的机会较少,而且过程更简单。精度的限制是由于参考结补偿电路本身的额外不确定性(通常额外的0.05°C至0.25°C)。
内部参考连接点连接
      连接2线热电偶直接或通过延长线到读数观察极性。切勿使用铜作为延长线,否则会导致错误。确保所有连接都紧密且干净。连接松动和/或脏污将导致寄生电压和测量误差。使用开关和多路复用器也会导致错误,因为这些设备通常由铜构成。可以使用由热电偶材料构成的开关,如果必须校准大量单一类型的热电偶,则可以使用这些开关。然而,由热电偶材料构成的开关仍然会产生极难量化的误差。如果必须校准大量热电偶,建议使用多通道读出或外部参考接合技术。

 


外部参考连接点连接
      外部参考接点具有最高精度,几乎总是用于校准贵金属(R和S型)热电偶。对于贱金属热电偶的精度要求,它们通常不是必需的。当需要高精度或读数未配备内部参考结补偿(例如典型的DMM)时,必须使用外部参考结。对于单个被测单元(UUT),外部参考结连接稍微复杂一些,但是当校准几个UUT并且必须将不确定性保持在最低限度时,可能会变得非常复杂。
      热电偶通过高质量的铜线连接到读数器。然后将热电偶 - 铜连接件浸入冰浴中以形成参比接头。连接必须彼此电绝缘并且物理干燥。通常,电线焊接,焊接或扭曲,并用热缩管保护。将该组电线插入薄壁金属或玻璃封闭的端管中,并将该管插入冰浴中。浸入深度很重要,取决于线径。通常,六到十二英寸就足够了。铜连接线直接连接到读数器或通过开关连接到读数器。每个UUT都需要一个单独的参考结。
      一些UUT端接在热电偶连接器中,并且不能如所描述的那样方便地连接。在这些情况下,“参比接合探针”可以由所需类型的铜和热电偶线构成。热电偶末端端接有连接器,连接器将与UUT连接器配合。如果需要高精度,必须校准这些探头。或者,可以使用内部参考结补偿。通常,配有内部参考结补偿的读数器内置热电偶连接器。


探针放置
      所有温度源都具有不稳定性和梯度。这些会产生校准错误和不确定性。探头应尽可能靠近放置,以尽量减少这些影响。在干井温度源中,探针浸没点是固定的。浴槽和开放式管式炉提供了探头放置的灵活性。待校准的探头应放置在径向模式中,参考探头位于圆心。当使用管式炉时,热电偶被捆绑在参考温度计周围,该温度计与玻璃纤维芯或带一起固定并插入炉中。该放置确保从参考探针到每个UUT的距离相等。
      传感元件也应位于同一平面上。热电偶接头通常位于探头的尖端。需要足够的浸入,以便不会发生阀杆损失。通常,当探针浸入等于探针直径的15倍加上传感元件长度的深度时,浸入就足够了。例如,具有1.25英寸长传感元件的0.25英寸直径探头需要浸入最小5英寸((15×0.25英寸)+ 1.25英寸= 5英寸)。对于具有薄壁结构的探针和具有良好传热性的情况,该经验法则通常是正确的。如果探头具有厚壁结构和/或存在差的传热(例如具有不正确尺寸的孔的干井),则需要更多的浸入。
数据采集
      行业标准和指南要求热电偶在其使用的整个温度范围内进行校准。校准可能需要相当长的时间,尤其是在需要校准多个热电偶的情况下。该过程包括将温度源升温至设定点温度,并在设定点温度稳定时记录热电偶读数。在记录之前,需要在温度源的每个设定点处留出足够的时间以实现稳定性和均匀性。然后,对于覆盖热电偶的工作温度范围的系列中的每个设定点重复该过程。
使用自动校准热电偶
      在自动校准热电偶中包括一个“自动的传感器校准”的功能,自动进行热电偶校准过程。当连接到热电偶校准炉时,将控制和监控设定点温度,读取多达40个热电偶,并在炉子稳定在用户定义的参数范围内时自动收集数据。然后,推进到剩余的编程设定点温度,沿途收集每个设定点的数据。一旦配置并开始测试,技术人员就可以离开去处理其他活动。这一独特功能仅由大家企业提供,大大提高了实验室工作效率和测量精度。

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