干體式溫度校驗爐在校準熱電偶中存在的問題:
大部分熱電偶的校準采用比較法。它的基本要求是,標準和被校準對象處于同一個等溫的環境中。標準熱電偶測量得到的溫度就代表被校準對象所處的溫度。——溫度檢定系統、溫度校驗儀。
以往校準鎧裝偶使用的管式檢定爐,溫場均勻性指標為60mm,溫差不大于1℃。合格的管式檢定爐往往都是在空載條件下測得的,實際應用到鎧裝偶校準時,差別很大。
我們對管式檢定爐在400℃和800℃滿載情況下進行的實驗表明,爐子插入熱電偶束一側,從測量端起30mm軸向溫場內,Z大溫差分別為2.16℃和2.26℃,滿載時的溫差大大超出了空載。——溫度檢定系統、溫度校驗儀。
分析原因主要是干體式溫度校驗爐內存在熱對流、熱輻射等引起溫場的變化,使熱電偶束受熱不均勻,造成溫場變差。被校鎧裝偶測量溫區所處的均勻溫區很短,得到的校準結果使測量不確定度變化,測量重復性下降。
干體式溫度校驗爐實驗
1.原方法
試驗設備:二等標準鉑銠10-鉑熱電偶、數字電壓表、管式檢定爐、補償導線、冰點恒溫器、轉換開關等。
試驗方法:將E型鎧裝偶(直徑6mm)沿陶瓷保護管(插標準偶)均勻分布,捆扎成一束,插入管式檢定爐深度約300mm。鎧裝偶熱電極信號輸出端接補償導線,另一端與銅導線連接后,置入裝有酒精的玻璃試管內,再均勻地插入冰點恒溫器;標準熱電偶參考端與銅導線的一端連接后,也插入冰點恒溫器。銅導線的另一端通過轉換開關與電測設備連接。——溫度檢定系統、溫度校驗儀。當達到校準點400℃恒溫50min后,開始測量。每組測量后,冷卻至室溫,取出重新捆扎再插入管式檢定爐,恒溫后進行測量。共進行6組獨立的重復測量。每支鎧裝偶的測量值是校準過程中記錄4次讀數,其熱電動勢算術平均值換算成的溫度值。
2.改進方法
將均溫塊(長80mm)的幾何中心放在爐子均勻溫場的中心,將標準偶套上高鋁保護管和被校鎧裝偶分別插至6孔均溫塊各孔底部,爐口處用絕緣耐火材料封堵,被校鎧裝偶熱電極信號輸出端與補償導線連接點離爐口處至少175mm。其他接線方式與原方法相同。
然后,對被校鎧裝偶進行6組獨立的重復測量,每組測量后,冷卻至室溫重新裝爐,恒溫后再進行測量。——溫度檢定系統、溫度校驗儀。每支鎧裝偶的測量值是校準過程中記錄4次讀數,其熱電動勢算術平均值換算成的溫度值。
通過使用改進方法,得到的多次測量重復性和實驗標準差,與原方法得到的實驗結果比較,多數小近1/3.評估校準點400℃的測量不確定度為0.78℃,比原方法減小了約2倍,并小于允差值的1/3。
擴展閱讀:銘宇自控溫度校驗爐