Was ist die korrekte Messmethode für die Thermoelementkalibrierung?

Die Thermoelement -Kalibrierungsregulation erfordert, dass die Referenzterminals des Standard -Thermoelements und das getestete Thermoelement während der Kalibrierung in {{0} Grad eingeführt werden. Für Edelmetallthermoelemente (S-, R-, B -Skalierungsmarkierungen), die bei der Kalibrierungsarbeiten verwendet werden, sind die Drähte der getesteten Thermoelemente weich und leicht zu verdrahten. Bei kostengünstigen Metallthermoelementen, die in der Kalibrierungsarbeiten verwendet werden, ist es jedoch schwierig, das Referenzende in 0 Grad direkt einzuführen. Daher werden Kompensationsdrähte häufig verwendet, um das freie Ende des Thermoelements in den Gefrierpunkt einzuführen, und dann werden Kupferdrähte verwendet, um es zum Spannungsbereich eines digitalen Multimeters mit hoher Präzision für die Messung zu führen.

Die korrekte Messmethode für den Thermoelementkalibrierungsprozess ist in Abbildung 1 dargestellt:

Abbildung 1 Richtige Messmethode während des Kalibrierungsprozesses des Thermoelements

1. Häufige falsche Verbindungen der Kompensation von Drähten

① Es wird angenommen, dass mit Kompensationsdrähten der Gefrierpunkt beseitigt werden kann, wie in Abbildung 2 gezeigt.

Abbildung 2 Fehlermessmethode zur Nichtverwendung des Gefrierpunkts während des Thermoelementkalibrierungsprozesses

② Es wird angenommen, dass die Verbindungskompensationsdrähte nicht nur zwischen dem Thermoelement und dem Gefrierpunkt, sondern auch zwischen dem Gefrierpunkt 0 und dem digitalen Multimeter mit hoher Präzision, wie in Abbildung 3 gezeigt, besser ist, sondern auch zwischen dem Gefrierpunkt.

Verwenden Sie beim Überprüfen des Thermoelements in Abbildung 3 einen Kompensationsdraht zwischen 0 Grad und der digitalen Funktionstabelle

Im Folgenden finden Sie eine Analyse der Fehler, die durch diese beiden Kabelformulare erzeugt wurden (unter der Annahme, dass keine Kompensationsfehler in den Kompensationsdrähten):

Bei korrekter Verbindung (siehe Abbildung 1), wenn der Typ des Thermoelements y ist und der Kompensationsdraht yx ist, kann die vom digitalen Multimeter hochpräzise anerkannte Spannung das Gesetz des Zwischenleiters anwenden.

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

Die Temperatur T1 am Arbeitsende des Thermoelements ist genau das thermoelektrische Potential im Verhältnis zu 0 Grad, und der Messwert kann direkt mit der Skala verglichen werden, um festzustellen, ob sie den Anforderungen entspricht.

Für die Situation in Abbildung 2 ist die vom digitalen Multimeter hochpräzise digitale Multimeter hochpräzise anerkannte Spannung:

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

Im Vergleich zu Gleichung (1) unterscheidet sich die Eingangsumwelttemperatur T2 des elektrischen Messinstruments genau vom Potential bei 0 Grad:

Ey (t1, t 0) - ey (t1, t2)=ey (t2, t {{7}) --------------- Formel 3

Wenn das Überprüfungsergebnis niedriger ist als der tatsächliche potenzielle Wert des Thermoelements gemäß der Situation in Abbildung 2, ist die Differenz das Potenzial der Umgebungstemperatur des Thermookuple relativ zu 0 Grad.

Für die Situation in Abbildung 3 ist die vom digitalen Multimeter hochpräzisen digitale Multimeter mit hoher Präzision akzeptierte Spannung:

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

Aus den Ergebnissen der Arbeitszeit wurde zwar der Gefrierpunkt hinzugefügt, obwohl das digitale Multimeter mit hohem Präzision durch die Verbindung eines Kompensationsdrahtes aus dem Gefrierpunkt umgekehrt kompensiert wurde. Das Endergebnis ist das gleiche wie Abbildung 2, wobei der gemessene Wert niedriger ist als der tatsächliche Potentialwert des Thermoelements, und die Differenz ist immer noch das Potenzial der Umgebungstemperatur des Thermookuple relativ zu 0 Grad.

2. Schlagen Sie vor, die Verwendung von Thermoelementen anstatt Draht zu kompensieren

Bei der Kalibrierung der Thermoelemente werden häufig kompensierende Drähte für die Verbindungsdrähte von kostengünstigen Metallthermoelementen verwendet, aber die Genauigkeit von Thermoelement-Kompensationsdrähten ist im Allgemeinen nicht hoch. Gemäß den relevanten nationalen Standards beträgt die Toleranz der Kompensation von Kabeln für Thermoelemente der Präzisionsgrade ± 2,5 Grad für S-Paare und ± 1,5 Grad für K-Couples. Dies führt zu einem zu hohen Fehler bei der Thermoelementkalibrierung und kann zu uneingeschränkten Ergebnissen für qualifizierte Thermoelemente führen.

Der Zweck der Verwendung von Thermoelementkompensationsdrähten bei der Kalibrierung besteht darin, die Temperatur T3 am Thermoelement -Ausgangsanschluss an den erforderlichen T 0 (0 Grad) für die Kalibrierung (wie in Abbildung 1 gezeigt) zu kompensieren. Nach der Praxis wird für die Kalibrierung kostengünstiger Metallthermoelemente eine funktionierende Klasse I φ 0. 5 mm Thermoelen-Draht-Verbindung verwendet, mit einem flexiblen Drahtdurchmesser, einfacher Verkabelung und niedrigen Kosten. Thermoelemente der Grad I als Kompensationsdrähte müssen Kalibrierung durchlaufen und Korrekturwerte einführen. Andernfalls führen sie Fehler von (0. 4-1. 5) Grad ein; Für die Kalibrierung von Edelmetall-Thermoelementen (insbesondere S- und R-Typ-Thermoelemente mit einer Länge von {{1 0}} mm, die aufgrund ihrer kurzen Kabel nicht direkt in die Referenzende-End-Thermostat eingesetzt werden kann, wobei die gleiche Polaritäts-Thermostat (mit einer Tolers von ± 1 1) mit einer Tolsteranz von ± 1 1 1-auf die Toleranz von ± 1 1 zu entspricht. Kann verwendet werden, um die Thermoelementdrähte mit den positiven und negativen Polen des getesteten Thermoelements zu verbinden, und der Effekt ist sehr ideal. Die Verwendung von Thermoelement -Drähten zur Überprüfung von Edelmetallthermouellen ist in der Tat ideal, aber die Kosten sind nicht niedrig. Entsprechende Kompensationsdrähte können auch verwendet werden, müssen jedoch kalibriert werden und erst nach der Korrektur verwendet werden.

Theoretisch hängt das thermoelektrische Potential eines homogenen Leiters nach dem homogenen Leitergesetz von Thermoelementen nur mit der Temperatur an der Verbindung der beiden Enden zusammen und ist unabhängig von der Temperaturverteilung entlang der heißen Elektrode. Daher ist das Thermoelement direkt mit einem Thermoelement -Draht verbunden, und die beiden Elektroden des Thermoelements erstrecken sich direkt vom Thermoelement -Draht zum Gefrierpunkt, ohne die Zwischentemperatur T3 zu berücksichtigen (siehe Abbildung 1).

Unter Verwendung von Ausgleichskabel für die Verbindung ist es erforderlich, dass die Temperatur der beiden Verbindungsenden des Thermoelements bei T3 konsistent ist. In der tatsächlichen Überprüfung befindet sich jedoch das freie Ende des Thermoelements am Ende des Verifizierungsofens, und die Temperatur am Ende ist sehr hoch. Der Einfluss von Strahlung und konvektiver Wärmeübertragung auf den Umgebungsbereich ist signifikant, was es schwierig macht, eine konsistente Temperatur am freien Ende des verifizierten Thermoelements zu erreichen. Im Verifizierungsprozess wird der Fehler, der durch inkonsistente Temperatur an den Enden verursacht wird, in die Verifizierungsergebnisse des Thermoelements einbezogen. Durch die Verbindung mit Thermoelementkabeln, auch wenn die Temperatur am freien Ende des Thermoelements nicht konsistent ist, wirkt sich die Kalibrierungsergebnisse nicht aus.

3. Auswahl und Verwendung von Kupferdrähten

Führen Sie das freie Ende des Thermoelements in den Gefrierpunkt ein und verbinden Sie es mit Kupferdrähten aus dem Gefrierpunkt mit Kupferdrähten mit Kupferdrähten. Einige Thermoelementkalibrierungsvorschriften haben solche Bestimmungen, andere nicht. Gemäß den Überprüfungsvorschriften von "kostengünstigen Metallthermoelementen für die Arbeit" müssen ausdrücklich erforderlich sein, dass die Bleidrähte des Referenzende mit Thermoelementen unter Verwendung von Kupferdrähten desselben Materials verbunden werden sollten und der Kontakt gut sein sollte. Obwohl die Überprüfungsvorschriften für "Edelmetallthermoelemente für die Arbeit" im schematischen Diagramm des Verifizierungsprinzips festlegen, dass das Referenzende des Thermoelements mit dem Umwandlungsschalter (Richtungsschalter) angeschlossen werden muss, geben sie nicht an, welche Art von Kabeldraht verwendet werden kann. Daher haben einige Mitarbeiter unnötige Details hinzugefügt und Kompensationsdrähte verwendet (die verursachten Fehler wurden oben analysiert).

Die Anforderungen an die Führungsdrähte des Thermoelement -Referenzterminals sind ziemlich streng. Die mit den beiden Polen des Thermoelements verbundenen Drähte müssen unter Verwendung desselben Kupferdrahtes in zwei Abschnitte geschnitten und an die Referenzanschlüsse der beiden Pole des Thermoelements angeschlossen werden (der Widerstand des Kupferdrahtes bei 2 0 Grad sollte weniger als 0,01724 μ ω · M) sein. Da sie nicht das gleiche Kupferdraht sind, gibt es auch Unterschiede zwischen ihnen. Daher erzeugt das Paar, das aus zwei Kupferdrähten besteht, zusätzliches thermoelektrisches Potential im Thermoelementkreis unter der Auswirkung der Temperaturdifferenz. Die Größe dieser elektromotiven Kraft hängt mit der Differenz des Materials zwischen den beiden Kupferdrähten und der Temperaturdifferenz zwischen den beiden Enden der Kupferdrähte zusammen, wodurch bestimmte Fehler in das zu getestete Thermoelement eingeführt werden.

Darüber hinaus muss die Verbindung zwischen dem Kupferdraht und dem Referenzanschluss der Thermoelementelektrode einen guten Kontakt haben. Es wurde nachgewiesen, dass die Methode zur Verwendung eines Fischmundes zur Klemme von vielen Kalibrierungspersonal immer noch weit verbreitet ist. Diese Methode führt jedoch einen Fehler von {{{0}}. 5-1.