短型廉金屬熱電偶校準規范淺析

摘要:通過(guò)對JF1991-2022《短型廉金屬熱電偶校準規范》JJF1637-2017《廉金屬熱電偶校準規范》以及JJF1262-2010《鎧裝熱電偶校準規范》進(jìn)行對比,分析了范圍計量特性標準器及配套設備、校準方法等方面;并通過(guò)解讀新發(fā)布的短型廉金屬熱電偶校準規范,總緒了一些校準過(guò)程中的注意事項。
0引言
　　短型廉金屬熱電偶是電極長(cháng)度較短(電極長(cháng)度一般為(300~500)mm,金屬套管長(cháng)度一般為(300~500)mm)的可拆卸式廉金屬熱電偶和廉金屬鎧裝偶的統稱(chēng)”。JJF1991-2022《短型廉金屬熱電偶校準規范》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“短型偶規范”)大部分短型偶是參照JJF1637-2017《廉金屬熱電偶校準規范》[2](以下簡(jiǎn)稱(chēng)“廉金屬規范”)和JJF1262-2010《鎧裝熱電偶校準規范》[3](以下簡(jiǎn)稱(chēng)“鎧裝偶規范”)規范進(jìn)行校準。
　　主要從適用范圍、計量特性、測量標準及配套設備、校準方法等方面,對短型偶規范、廉金屬規范和鎧裝偶規范進(jìn)行對比分析,并總結短型偶規范的關(guān)鍵點(diǎn)和主要注意內容。
1.適用范圍
　　三種校準規范的適用范圍如表1所示。
 
2計量特性
　　短型偶規范中，鎧裝偶需測試絕緣電阻,但最小絕緣電阻要求與鎧裝偶規范不同;熱電偶允差中,短型偶只給出2級允差范圍,而廉金屬和鎧裝偶則給出1級和2級允差;短型偶與鎧裝偶的2級允差值相同,但在K、N型測溫上限存在差異，短型偶上限為1000℃,鎧裝偶為1100℃。三種規范中，熱電偶和絕緣電阻的允差及溫度適用范圍對比如表2所示。
 
3測量標準及配套設備
3.1標準器
　　廉金屬規范采用二等標準鉑電阻溫度計、一等/二等標準鉑銠10-鉑熱電偶作為標準器;而短型偶規范在此基礎上增加了標準水銀溫度計,但只有2級允差，需滿(mǎn)足2級偶的二等標準鉑銠10-鉑熱電偶作為標準器;鎧裝偶規范相較于短型偶標準器,增加了標準銅-銅鎳熱電偶標準。
3.2電測儀器
　　廉金屬規范與鎧裝偶規范相同,都包含測量1級2級熱電偶、二等標準鉑電阻溫度計電測設備技術(shù)指標;短型偶規范只有2級熱電偶和二等標準鉑電阻溫度計電測設備技術(shù)要求。
3.3恒溫設備
　　300℃以下時(shí),恒溫設備短型偶和廉金屬要求任意兩點(diǎn)的溫差不大于0.1℃,鎧裝偶不大于0.2C。同時(shí),由于短型偶本身長(cháng)度限制的特殊性,因此,對插人的深度,短型偶要求不小于150mm,廉金屬和鎧裝偶不小于200mm。
　　300℃以上時(shí),均要求配置均溫塊,管式爐短型偶規范中提出爐體長(cháng)度約為300mm,而廉金屬和鎧裝偶規范未做要求?？椎纵S向30mm,要求鎧裝偶和廉金屬溫差絕對值不大于0.5℃,短型偶溫差不大于1℃;同-截面的空間溫差,要求鎧裝偶和廉金屬不大于0.25℃，短型偶不大于0.5℃。由此可見(jiàn),300℃以上時(shí),短型偶略低于鎧裝偶和廉金屬規范要求。
3.4轉換開(kāi)關(guān)
　　三種規范對轉換開(kāi)關(guān)的寄生電勢要求不大于0.5μV。
3.5參考端恒溫器
　　參考端恒溫器為參考端提供的0℃恒溫場(chǎng),均采用允差±0.1℃,深度不小于200mm的冰點(diǎn)器(鎧裝偶深度未有明確要求)。
3.6補償導線(xiàn)
　　短型偶要求符合GB/T4989-2013標準中的精密級補償導線(xiàn);廉金屬規定補償導線(xiàn)的溫度范圍為(室溫~70)℃,允差±0.2℃;鎧裝偶規范僅要求補償導線(xiàn)需經(jīng)校準。
3.7其他
　　短型偶和鎧裝偶需測試絕緣電阻,要求該測試儀器精度等級不低于10級。同時(shí),由于采用標準水銀溫度計作為標準器,因此,短型偶需使用讀數裝置，并放大倍數5倍以上,可調水平。對比指標如表3所示。
 
4校準方法及數據處理
4.1校準方法
　　校準方法及參數設備對比如表4所示。三種規范均采用比較法,至少選取三個(gè)溫度點(diǎn)進(jìn)行校準。由于廉金屬規范要求熱電偶需接人補償導線(xiàn)整體進(jìn)行校準,因此,僅限校準2級允差。校準時(shí),短型偶與廉金屬和鎧裝偶不同,當校準300℃以上熱電偶時(shí),規定檢測數量更明確(被檢偶最多4支),其中,可拆卸式短型偶要求被檢偶應圍繞標準偶保護管均勻分布一周,插人均溫塊底部;而鎧裝短型偶是將標準熱電偶套上保護管和被檢熱電偶,并分別插人插孔式均溫塊底部，且規范附錄K中要求插孔式均溫塊插孔數量一般為5個(gè),即被檢偶數量不大于4支。
 
4.2數據處理
(1)短型偶規范:當標準水銀溫度計、標準鉑電阻溫度計以及標準熱電偶溫度計作為測量標準時(shí)的被校熱電偶熱電勢值計算公式。
(2)廉金屬規范:分別列出標準鉑電阻溫度計以及標準熱電偶溫度計作為測量標準時(shí)的被校熱電偶熱電勢值計算公式。
(3)鎧裝偶規范:只給出總的被檢偶熱電勢計算公式。
5結論
　　綜上所述,廉金屬和鎧裝偶規范限制了被檢偶的長(cháng)度,相應恒溫設備不能較好地滿(mǎn)足其性能測試要求;而短型偶規范中,根據自身長(cháng)度限制,給出2級熱電偶允差。因此,短型偶規范,從適用范圍計量特性、校準方法等方面,進(jìn)行不同于普通熱電偶校準方法的改變,不僅較好的解決了該難題,而且更加科學(xué)、合理的反映其計量特性，為校準工作提供技術(shù)依據。