Koja je ispravna metoda mjerenja za kalibraciju termoelementa?

Regulacija kalibracije termoelementa zahtijeva da se referentni terminali standardnog termoelementa i testirani termoelement unose u {{0}} tijekom kalibracije. Za termoelele od plemenitih metala (S, R, B tragovi skale) koji se koriste u kalibracijskim radovima, žice testiranih termoparova su meke i jednostavne za žice; Međutim, za jeftine metalne termoparove koji se koriste u kalibracijskim radovima, zbog relativno velikog promjera većine termoparova, teško je izravno uvesti referentni kraj u 0 stupnjeva. Stoga se kompenzacijske žice često koriste za uvođenje slobodnog kraja termoelementa u točku zamrzavanja, a zatim se bakrene žice koriste kako bi se odveli u raspon napona visokog preciznog digitalnog multimetra za mjerenje.

Ispravna metoda mjerenja za postupak kalibracije termoelementa prikazana je na slici 1:

Slika 1 Ispravna metoda mjerenja tijekom postupka kalibracije termoelementa

1. uobičajene netočne veze kompenzacijskih žica

① Vjeruje se da se s kompenzacijskim žicama točke zamrzavanja može eliminirati, kao što je prikazano na slici 2.

Slika 2 Metoda mjerenja pogrešaka ne upotrebe točke zamrzavanja tijekom postupka kalibracije termoelementa

② Vjeruje se da je povezivanje žica za kompenzaciju bolje, ne samo između termoelementa i točke zamrzavanja, već i između točke zamrzavanja 0 stupnja i visoko preciznog digitalnog multimetra, kao što je prikazano na slici 3.

Prilikom provjere termoelementa na slici 3, koristite kompenzacijsku žicu između 0 stupnja i tablice digitalne funkcije

Ispod je analiza pogrešaka koje su generirana ova dva oblika ožičenja (pod pretpostavkom da nema pogrešaka kompenzacije u kompenzacijskim žicama):

Kada je pravilno spojen (vidi sliku 1), ako je vrsta termoelementa y Y, a kompenzirajuća žica YX, primjenjujući zakon intermedijarnog vodiča, napon prihvaćen u digitalnom multimetru visoke preciznosti može se dobiti kao:

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

Temperatura T1 na radnom kraju termoelementa je upravo termoelektrični potencijal u odnosu na 0 stupanj, a čitanje se može izravno usporediti sa skalom kako bi se utvrdilo ispunjava li zahtjeve.

Za situaciju na slici 2, primjenom zakona intermedijarnog vodiča, napon prihvaćen u visokog preciznog digitalnog multimetra je:

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

U usporedbi s jednadžbom (1), ulazna temperatura okoliša T2 električnog mjernog instrumenta točno se razlikuje od potencijala na 0 stupnjeva:

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

Ako je rezultat provjere niži od stvarne potencijalne vrijednosti termoelementa u skladu s situacijom na slici 2, razlika je potencijal temperature okoline termoelena u odnosu na 0 stupanj.

Za situaciju na slici 3, primjena zakona intermedijarnog vodiča, napon prihvaćen u visokog preciznog digitalnog multimetra je:

EZ{{0}}EY (T1, T3)+EYX (T3, T0) - EYX (T0, T2)=EY (T1, T0) - EYX (T0, T2) ------- Formula 4

Iz rezultata radnog vremena, iako je dodana točka zamrzavanja, visoko precizni digitalni multimetar nadoknađen je obrnutim spajanjem odštetne žice s točke zamrzavanja. Konačni rezultat je isti kao na slici 2, gdje je izmjerena vrijednost niža od stvarne potencijalne vrijednosti termoelementa, a razlika je i dalje potencijal temperature okoline termoelementa u odnosu na 0 stupanj.

2. Predložite korištenje termoelementa umjesto kompenzacije žice

U kalibraciji termoelemenata, kompenzacijske žice često se koriste za povezivanje žica niskobudžetnih metalnih termoeleva, ali točnost kompenzacije žica za kompenzaciju termoelementa općenito nije visoka. Prema relevantnim nacionalnim standardima, tolerancija na kompenzaciju žica za termoelere preciznog stupnja iznosi ± 2,5 stupnjeva za S-spajanje i ± 1,5 stupnjeva za K-spatove. Ovo uvodi previše pogreške za kalibraciju termoelementa i može rezultirati nekvalificiranim rezultatima za kvalificirane termoparove.

Svrha korištenja kompenzacijskih žica termoelementa u kalibraciji je nadoknaditi temperaturu T3 na izlaznom terminalu termoelementa na potreban t 0 (0 stupanj) za kalibraciju (kao što je prikazano na slici 1). Prema praksi, za kalibraciju jeftinih metalnih termoeropara, koristi se radni stupanj I φ {φ 0. 5 mm spoj žice termoelementarne žice, s fleksibilnim promjerom žice, jednostavnim ožičenjem i niskim troškovima. Termoparovi stupnja I, kao kompenzacijske žice, moraju proći kalibraciju i uvesti vrijednosti korekcije, u protivnom će uvesti pogreške (0. 4-1. 5) stupnja; Za kalibraciju termoparova plemenitih metala (posebno s termoparovima tipa S i R duljine {{1 0}} mm, što se ne može izravno staviti u referentni krajnji termostat zbog njihovih kratkih žica), a konecira od 0,3 mm, s tim da je to termociranje tog (tolerancije ± stupnjeva stupnja) (s tolerancijom ± 1 stupnja). Termolujeve žice na pozitivne i negativne stupove testiranog termoelementa, a učinak je vrlo idealan. Upotreba žica termoelementa za provjeru termoelesa plemenitih metala doista je idealna, ali trošak nije nizak. Mogu se koristiti i odgovarajuće kompenzacijske žice, ali moraju se kalibrirati i koristiti tek nakon korekcije ima praktični značaj.

Teoretski, prema zakonu o homogenom provodniku termoelerova, termoelektrični potencijal homogenog vodiča povezan je samo s temperaturom na spajanju dva kraja, a neovisan je o raspodjeli temperature duž vruće elektrode. Dakle, termoelement je izravno spojen žicom termoelementa, a dvije elektrode termoelementa protežu se izravno od žice termoelementa do točke zamrzavanja, ne uzimajući u obzir intermedijarnu temperaturu T3 (vidi sliku 1).

Koristeći kompenzaciju žica za priključak, potrebno je da temperatura dva kraja priključka u termoelemu bude konzistentna na T3. Međutim, u stvarnoj provjeri, slobodni kraj termoelementa nalazi se na kraju peći za provjeru, a temperatura na kraju je vrlo velika. Utjecaj zračenja i konvektivnog prijenosa topline na okolno područje je značajan, što otežava postizanje konzistentne temperature na slobodnom kraju provjerenog termoelementa. Dakle, u postupku provjere, pogreška uzrokovana nedosljednom temperaturom na krajevima ugrađena je u rezultate provjere termoelementa. Spajanjem s žicama termoelementa, čak i ako temperatura na slobodnom kraju termoelementa nije dosljedna, ne utječe na rezultate kalibracije.

3. Odabir i upotreba bakrenih žica

Uvedite slobodni kraj termoelementa u točku zamrzavanja i spojite ga na mjerni kraj digitalnog multimetra visoke preciznosti pomoću bakrenih žica s točke zamrzavanja. Neki propisi o kalibraciji termoelementa imaju takve odredbe, dok druge nemaju. Prema propisima o provjeri "termoeleva s niskim troškovima metala za rad", izričito je potrebno da olovne žice referentnog kraja termoelementa trebaju biti povezane pomoću bakrenih žica istog materijala, a kontakt bi trebao biti dobar; Iako su propisi o provjeri "Termoparova plemenitih metala za rad" propisuju u shematskom dijagramu principa provjere da referentni kraj termoelementa mora biti povezan s prekidačem za pretvorbu (usmjereni prekidač), oni ne određuju kakvu vrstu olovne žice za upotrebu. Stoga je neko osoblje dodalo nepotrebne detalje i koristile su kompenzacijske žice (uzrokovane pogreške gore).

Zahtjevi za vodeće žice referentnog terminala termoelementa su prilično strogi. Žice spojene na dva stupa termoelementa moraju se izrezati na dva dijela koristeći istu bakrenu žicu i spojene na referentne terminale dvaju polova termoelementa (otpornost bakrene žice na 2 0 stupanj treba biti manja od 0,01724 µ ω · m). Budući da nisu ista bakrena žica, iako njihov otpor ispunjava zahtjeve, postoje i razlike među njima. Stoga će par sastavljen od dvije bakrene žice stvoriti dodatni termoelektrični potencijal u krugu termoelementa pod utjecajem temperaturne razlike. Jačina ove elektromotivne sile povezana je s razlikom u materijalu između dviju bakrenih žica i temperaturnom razlikom između dva kraja bakrenih žica, što će uvesti određene pogreške u termoelemu koji se testira.

Nadalje, veza između bakrene žice i referentnog terminala elektrode termoelementa mora imati dobar kontakt. Dokazano je da metodu upotrebe ribljih usta za stezanje još uvijek široko prihvaćaju mnoga kalibracijsko osoblje. Međutim, ova će metoda uvesti pogrešku {{0}}. 5-1. 0 stupnjeva u krugu detekcije, a ova pogreška nije fiksna vrijednost, ponekad dovoljna da utječe na prosudbu rezultata kalibracije.