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　　1、熱電偶測(cè)溫原理及檢定方法
　　
　　1.1熱電偶測(cè)溫原理
　　
　　其測(cè)溫原理是基于熱電效應(yīng)原理,即兩種不同成分的導(dǎo)體焊接或絞接在一起,當(dāng)其兩端處于不同的溫場(chǎng)中時(shí),在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)(由溫差電勢(shì)和接觸電勢(shì)組成),通過(guò)測(cè)量熱電動(dòng)勢(shì)的大小直接或間接得到所要測(cè)量的溫度。
　　
　　1.2熱電偶檢定方法
　　
　　工業(yè)熱電偶的檢定方法常用比較法,即利用高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被檢定熱電偶直接比較的一種分度方法,操作時(shí)將被檢和標(biāo)準(zhǔn)熱電偶捆扎在一起放入檢定爐。比較法又分為雙極法、同名極法、微差法,在校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)際工作定中,我們使用雙級(jí)法:將被檢定熱電偶和標(biāo)準(zhǔn)熱電偶捆扎后,置于檢定爐子同一溫度下,用電測(cè)設(shè)備分別測(cè)出標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被檢熱電偶的熱電勢(shì)值,再利用分度表上的熱電勢(shì)和標(biāo)準(zhǔn)證書(shū)上的相應(yīng)溫度點(diǎn)的電勢(shì)值、各種熱電偶在各個(gè)分度點(diǎn)上的微分熱電勢(shì)就可以求出被檢定熱電偶在該溫度點(diǎn)上與分度表的偏差。
　　
　　式中,e被為被檢熱電偶在某檢定點(diǎn)附近溫度下,測(cè)得的熱電動(dòng)勢(shì)算術(shù)平均值;e標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶檢定證書(shū)上某檢定點(diǎn)溫度的熱電動(dòng)勢(shì)值;e標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶在某檢定點(diǎn)附近溫度下,測(cè)得的熱電動(dòng)勢(shì)算術(shù)平均值;e分為被檢熱電偶分度表上查得的某檢定點(diǎn)溫度的熱電動(dòng)勢(shì)值;S標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)熱電偶在某檢定點(diǎn)溫度的微分熱電動(dòng)勢(shì);S被為被檢熱電偶在某檢定點(diǎn)溫度的微分熱電動(dòng)勢(shì)。
　　
　　2、存在問(wèn)題的分析及對(duì)策
　　
　　2.1熱電動(dòng)勢(shì)值偏大或偏小
　　
　　結(jié)合檢定的實(shí)踐及熱電偶的結(jié)構(gòu)和特性,綜合考慮產(chǎn)生這種情況的原因可能有6個(gè)方面:
　　
　　1)電極彎曲。熱電偶絲細(xì)而軟,極易變形,當(dāng)偶絲發(fā)生折疊、扭曲等塑性變形使熱電極的偶絲中產(chǎn)生應(yīng)力,從而改變了熱電偶的熱電特性。變形熱電偶測(cè)量的結(jié)果準(zhǔn)確性受到影響,為此,檢定前,一定要把偶絲拉直。
　　
　　2)熱電極被污染。熱電偶絲被污染,甚至被氧化,會(huì)使得熱電極偶絲表面不光亮、發(fā)暗發(fā)黑,這時(shí)候的熱電極熱電特性極其不穩(wěn)定,測(cè)量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較差,因此,要對(duì)其進(jìn)行清洗,消除污染層。
　　
　　3)熱電偶插入的深度不當(dāng)。國(guó)家檢定規(guī)程JJG141-2000《工作用貴金屬熱電偶》、JJG351-1996《工作用廉金屬熱電偶》中對(duì)熱電偶的插入深度有嚴(yán)格的規(guī)定。必須保證熱電偶測(cè)量端置于檢定爐zui高溫區(qū)(至少保證測(cè)量端置于有效的均勻溫場(chǎng)中),由于在實(shí)際操作中,熱電偶的位置多少會(huì)有所移動(dòng),幅度過(guò)大導(dǎo)致插入深度不當(dāng),使得熱電偶的測(cè)量端沒(méi)有被置于檢定爐的zui高溫區(qū),造成測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)確,誤差超出允許范圍。因此,必須按照檢定規(guī)程的要求,對(duì)熱電偶重新裝爐,再次進(jìn)行檢定。
　　
　　4)熱電偶參考端溫度偏高。在熱電偶檢定時(shí),我們通常將熱電偶的參考端置于0℃恒溫器中,使得熱電偶的參考端溫度為0℃,在實(shí)際檢定工作中參考端溫度可能會(huì)因?yàn)闋t溫升高而發(fā)生變化,從而影響測(cè)量結(jié)果。對(duì)于這種情況,可以使用經(jīng)計(jì)量確認(rèn)合格,溫度始終保持為(0±0.1)℃的零度恒溫器,也可以不斷配置冰水混合物,以調(diào)整參考端溫度,或采用熱電勢(shì)補(bǔ)正法,用公式E(t,O)=E(t,t1)+E(t1,O)計(jì)算參考端溫度偏離0℃時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)值。公式中E為熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)值,t為熱電偶的測(cè)量端溫度,t1為熱電偶檢定過(guò)程中參考端實(shí)際溫度。另外,還有一種利用半導(dǎo)體制冷原理制成的電子式冰點(diǎn)裝置,可以使熱電偶參考端溫度保持在(0±0.05)℃,而且其體積小、操作簡(jiǎn)單、使用方便。
　　
　　5)檢定爐的軸向溫場(chǎng)不符合要求。熱電偶檢定爐的溫場(chǎng)在檢定規(guī)程中有要求,要求zui高均勻溫場(chǎng)中心與爐子幾何中心沿軸線上偏離不大于10mm,均勻溫場(chǎng)長(zhǎng)度不小于60mm,半徑為14mm范圍內(nèi),任意兩點(diǎn)間溫差不大于1℃。熱電偶檢定爐的溫場(chǎng)特別是軸向溫場(chǎng)是否符合要求是決定其檢定質(zhì)量和準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素,熱電偶檢定爐子一般都是電阻爐子,電阻爐子經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的使用后發(fā)熱元件發(fā)生變化,從而使得爐子的性能發(fā)生變化,甚至不能滿足檢定爐子均勻溫場(chǎng)的技術(shù)指標(biāo)和要求,為此必須定期對(duì)檢定爐子軸向溫場(chǎng)溫度分布進(jìn)行測(cè)試,有條件的話可以同時(shí)進(jìn)行縱向溫場(chǎng)溫度分布的測(cè)量,確保溫場(chǎng)的性能和技術(shù)指標(biāo)符合國(guó)家規(guī)程的要求。
　　
　　6)絕緣層破壞,造成外電源進(jìn)入或造成漏電,也有可能有干擾信號(hào)進(jìn)入。此時(shí),必須查明原因,有針對(duì)性地修復(fù)或更換絕緣材料,檢查干擾源,設(shè)法排除。
　　
　　2.2在檢定過(guò)程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)零值
　　
　　根據(jù)分析,出現(xiàn)這種情況可能是有以下3個(gè)因素造成的:
　　
　　1)補(bǔ)償導(dǎo)線間短路。在熱電偶的檢定中,出現(xiàn)這種情況的可能性比較大。在熱電偶裝爐、接線時(shí)造成補(bǔ)償導(dǎo)線短路,此時(shí)讀取的數(shù)據(jù)為零值,遇到這種情況,首先檢查補(bǔ)償導(dǎo)線,或重新更換補(bǔ)償導(dǎo)線或使短路處重新絕緣。
　　
　　2)熱電偶內(nèi)部出現(xiàn)局部短路。此時(shí)將熱電偶取出,檢查短路部位,存在兩種情況:*,在焊接的工作端有可能斷開(kāi),熱電極沒(méi)有實(shí)際焊接在一起,而是簡(jiǎn)單鉸接在一起,鉸接沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,或者焊接點(diǎn)上是虛焊。第二,絕緣損壞,使得熱電極短路,此時(shí)應(yīng)該修復(fù)絕緣,再次安裝檢定。
　　
　　3)回路斷線、接線柱松動(dòng)。檢查接線回路,找到斷線或松動(dòng)處,重新接線或擰緊。
　　
　　2.3在檢定過(guò)程中,熱電動(dòng)勢(shì)不穩(wěn)定
　　
　　檢定中的熱電偶熱電動(dòng)勢(shì)不穩(wěn)定,經(jīng)過(guò)分析,可能存在的原因有以下3方面:
　　
　　1)熱電偶接線柱和熱電極接觸不良,在熱電偶檢定過(guò)程中如若出現(xiàn)這種情況,首先檢查接線柱和熱電極是否接觸牢固可靠。
　　
　　2)熱電偶熱電極或測(cè)量端將斷未斷,有斷續(xù)連接現(xiàn)象。出現(xiàn)這種情況時(shí),測(cè)量的熱電動(dòng)勢(shì)往往不斷發(fā)生漂移,極不穩(wěn)定,如果斷點(diǎn)在測(cè)量端,必須重新焊接后進(jìn)行再次的檢定。
　　
　　3)外部的振動(dòng)也可使得測(cè)量值不穩(wěn)定,出現(xiàn)這種情況時(shí),應(yīng)采取減振措施,將熱電偶牢固安裝。
　　
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