Qual è il metodo di misurazione corretto per la calibrazione della termocoppia?

La regolazione della calibrazione della termocoppia richiede che i terminali di riferimento della termocoppia standard e la termocoppia testata vengano introdotti in gradi {0}} durante la calibrazione. Per le termocoppie preziose in metallo (S, R, B Scale Marks) utilizzati nel lavoro di calibrazione, i fili delle termocoppie testate sono morbide e facili da collegare; Tuttavia, per le termocoppie metalliche a basso costo utilizzate nei lavori di calibrazione, a causa del diametro relativamente grande della maggior parte delle termocoppie, è difficile introdurre direttamente l'estremità di riferimento a 0 gradi. Pertanto, i cavi di compensazione vengono spesso utilizzati per introdurre l'estremità libera della termocoppia nel punto di congelamento e quindi i fili di rame vengono utilizzati per guidarlo alla gamma di tensione di un multimetro digitale ad alta precisione per la misurazione.

Il metodo di misurazione corretto per il processo di calibrazione della termocoppia è mostrato nella Figura 1:

Figura 1 Metodo di misurazione corretto durante il processo di calibrazione della termocoppia

1. Connessioni errate comuni di cavi compensazione

① Si ritiene che con i fili di compensazione, il punto di congelamento possa essere eliminato, come mostrato nella Figura 2.

Figura 2 Metodo di misurazione dell'errore di non utilizzare il punto di congelamento durante il processo di calibrazione della termocoppia

② Si ritiene che i fili di compensazione di collegamento siano migliori, non solo tra la termocoppia e il punto di congelamento, ma anche tra il punto di congelamento 0 e il multimetro digitale ad alta precisione, come mostrato nella Figura 3.

Quando si controlla la termocoppia in Figura 3, utilizzare un filo compensante tra il grado 0 e la tabella delle funzioni digitali

Di seguito è riportata un'analisi degli errori generati da queste due forme di cablaggio (supponendo che nessun errore di compensazione nei fili di compensazione):

Se collegato correttamente (vedere la Figura 1), se il tipo di termocoppia è y e il filo di compensazione è YX, applicando la legge del conduttore intermedio, la tensione accettata dal multimetro digitale ad alta precisione può essere ottenuta come:

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

La temperatura T1 all'estremità di lavoro della termocoppia è esattamente il potenziale termoelettrico rispetto al grado 0 e la lettura può essere confrontata direttamente con la scala per determinare se soddisfa i requisiti.

Per la situazione nella Figura 2, applicando la legge del conduttore intermedio, la tensione accettata dal multimetro digitale ad alta precisione è:

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

Rispetto all'equazione (1), la temperatura ambientale di input T2 dello strumento di misurazione elettrica è esattamente diversa dal potenziale a 0 grado:

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

Se il risultato della verifica è inferiore al valore potenziale effettivo della termocoppia in base alla situazione nella Figura 2, la differenza è il potenziale della temperatura ambiente della termocoppia relativa al grado 0.

Per la situazione nella Figura 3, applicando la legge del conduttore intermedio, la tensione accettata dal multimetro digitale ad alta precisione è:

Ez {{0}} ey (t1, t3)+eyx (t3, t 0) - eyx (t 0, t2)=ey (t1, t 0) - eyx (t0, t2) {{15}

Dai risultati dell'orario di lavoro, sebbene sia stato aggiunto il punto di congelamento, il multimetro digitale ad alta precisione è stato compensato al contrario collegando un filo di compensazione dal punto di congelamento. Il risultato finale è lo stesso della Figura 2, in cui il valore misurato è inferiore al valore potenziale effettivo della termocoppia e la differenza è ancora il potenziale della temperatura ambiente della termocoppia relativa al grado 0.

2. Suggerisci l'uso della termocoppia invece di compensare il filo

Nella calibrazione della termocoppia, i cavi compensativi vengono spesso utilizzati per i fili di collegamento delle termocoppie di metallo a basso costo, ma l'accuratezza dei cavi di compensazione della termocoppia non è generalmente elevata. Secondo gli standard nazionali pertinenti, la tolleranza dei fili compensativi per le termocoppie di grado di precisione è di ± 2,5 gradi per coppie S e ± 1,5 gradi per le colpie K. Ciò introduce troppi errori per la calibrazione della termocoppia e può comportare risultati non qualificati per le termocoppie qualificate.

Lo scopo di utilizzare i fili di compensazione della termocoppia nella calibrazione è compensare la temperatura T3 al terminale di uscita della termocoppia al grado T 0} (0) per la calibrazione (come mostrato nella Figura 1). Secondo la pratica, per la calibrazione di termocoppie di metallo a basso costo, viene utilizzato un collegamento di filo termocoppia a basso costo, con un diametro del filo flessibile, un facile cablaggio e un basso costo. Le termocoppie di grado I, come fili di compensazione, devono sottoporsi alla calibrazione e introdurre valori di correzione, altrimenti introdurranno errori di (0. 4-1. 5) grado; Per la calibrazione di termocoppie metalliche preziose (in particolare le termocoppie di tipo S e R con una lunghezza di {{1 0}} mm, che non può essere posizionata direttamente nel termostato di riferimento a causa del livello di precisione), un φ-cure di prua ceramica) essere utilizzato per collegare i fili della termocoppia ai poli positivi e negativi della termocoppia testata e l'effetto è molto ideale. L'uso di fili della termocoppia per la verifica delle termocoppie preziose in metallo è davvero l'ideale, ma il costo non è basso. Possono anche essere usati cavi di compensazione corrispondenti, ma devono essere calibrati e utilizzati solo dopo la correzione ha un significato pratico.

In teoria, secondo la legge omogenea del conduttore delle termocoppie, il potenziale termoelettrico di un conduttore omogeneo è correlato solo alla temperatura alla giunzione delle due estremità ed è indipendente dalla distribuzione della temperatura lungo l'elettrodo caldo. Quindi la termocoppia è direttamente collegata con un filo della termocoppia e i due elettrodi della termocoppia si estendono direttamente dal filo della termocoppia al punto di congelamento, senza considerare la temperatura intermedia T3 (vedere la Figura 1).

Utilizzando i fili di compensazione per la connessione, è necessario che la temperatura delle due estremità di connessione della termocoppia sia coerente a T3. Tuttavia, nella verifica effettiva, l'estremità libera della termocoppia si trova all'estremità del forno di verifica e la temperatura alla fine è molto alta. L'influenza delle radiazioni e del trasferimento di calore convettivo sull'area circostante è significativa, rendendo difficile ottenere una temperatura costante all'estremità libera della termocoppia verificata. Quindi, nel processo di verifica, l'errore causato da una temperatura incoerente alle estremità è incorporato nei risultati di verifica della termocoppia. Collegandosi con i fili della termocoppia, anche se la temperatura all'estremità libera della termocoppia non è coerente, non influisce sui risultati della calibrazione.

3. Selezione e uso di fili di rame

Introdurre l'estremità libera della termocoppia nel punto di congelamento e collegarla all'estremità di misura del multimetro digitale ad alta precisione usando fili di rame dal punto di congelamento. Alcuni regolamenti di calibrazione della termocoppia hanno tali disposizioni, mentre altri no. Secondo le norme di verifica delle "termocoppie metalliche a basso costo per lavoro", è esplicitamente richiesto che i fili di piombo dell'estremità di riferimento della termocoppia siano collegati utilizzando fili di rame dello stesso materiale e il contatto debba essere buono; Sebbene i regolamenti di verifica per "termocoppie metalliche preziose per lavoro" siano stipulate nel diagramma schematico del principio di verifica secondo cui l'estremità di riferimento della termocoppia deve essere collegata all'interruttore di conversione (interruttore direzionale), non specificano quale tipo di filo di piombo usa. Pertanto, alcuni membri del personale hanno aggiunto dettagli inutili e hanno usato cavi di compensazione (gli errori causati sono stati analizzati sopra).

I requisiti per i cavi di piombo del terminale di riferimento della termocoppia sono piuttosto severi. I fili collegati ai due poli della termocoppia devono essere tagliati in due sezioni usando lo stesso filo di rame e collegati ai terminali di riferimento dei due poli della termocoppia rispettivamente (la resistività del filo di rame a 2 0 dovrebbe essere inferiore a 0,01724 μ ω · m). Poiché non sono lo stesso filo di rame, sebbene la loro resistività soddisfi i requisiti, ci sono anche differenze tra loro. Pertanto, la coppia composta da due fili di rame genererà un potenziale termoelettrico aggiuntivo nel circuito della termocoppia sotto l'effetto della differenza di temperatura. L'entità di questa forza elettromotiva è correlata alla differenza nel materiale tra i due fili di rame e la differenza di temperatura tra le due estremità dei fili di rame, che introdurranno determinati errori nella termocoppia.

Inoltre, la connessione tra il filo di rame e il terminale di riferimento dell'elettrodo termocoppia deve avere un buon contatto. È stato dimostrato che il metodo di utilizzo di una bocca di pesce per un morsetto è ancora ampiamente adottato da molti membri del personale di calibrazione. Tuttavia, questo metodo introdurrà un errore di {{0}}. 5-1. 0 gradi nel circuito di rilevamento e questo errore non è un valore fisso, a volte abbastanza da influire sul giudizio dei risultati della calibrazione.