工業(yè)熱電阻檢定中產(chǎn)生偏差的原因

摘要:在科技快速發(fā)展的當前背景下，工業(yè)熱電阻在各領(lǐng)域中也獲得了更大的發(fā)展空間,同時(shí)工業(yè)熱電阻自身雖然具有運行性能高、結構簡(jiǎn)便易于運維等優(yōu)勢,但其檢定的效果卻一直差強人意,故為從根本上提升工業(yè)熱電阻自身的運行高效性及實(shí)效性,對其檢定過(guò)程中所出現的偏差進(jìn)行分析也已成為相關(guān)領(lǐng)域工作人員研究的課題之一。
1工業(yè)熱電阻的相關(guān)概述
1.1工業(yè)熱電阻的概念
      工業(yè)熱電阻實(shí)質(zhì)上是一種溫度測量的傳感設備, -般情況下，工業(yè)熱電阻會(huì )與溫度的變送裝置、調節裝置及顯示裝置共同組成實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的溫度控制及測量系統,以保障實(shí)際生產(chǎn)的安全性。
在工業(yè)熱電阻中，其主要是測量物質(zhì)在受到外界及內部溫度的影響而產(chǎn)生的電阻變化率,同時(shí)隨著(zhù)工業(yè)熱電阻被廣泛應用在不同的生產(chǎn)活動(dòng)中，其也衍生出了多種不同外觀(guān)及種類(lèi),但這些工業(yè)熱電阻的基本功能與結構依然沒(méi)有特別大的變化。
1. 2工業(yè)熱電阻的工作原理分析
      工業(yè)熱電阻中熱電阻主要就測量物質(zhì)在受到不同溫度影響所產(chǎn)生的電阻變化情況,而在工業(yè)熱電阻的實(shí)際運行過(guò)程中，物質(zhì)電阻的變化會(huì )由工業(yè)熱電阻中的儀表表現出來(lái)。不僅如此,工業(yè)熱電阻對與運行環(huán)境也有著(zhù)較高的要求,環(huán)境內部溫度應保持在十五至三十五攝氏度之間,濕度也應始終處于百分之八十以下，由此可見(jiàn)，工業(yè)熱電阻在實(shí)際檢定過(guò)程中所體現出的偏差性也應與其運行環(huán)境具有直接的關(guān)系。
1. 3工業(yè)熱電阻的特點(diǎn)
      工業(yè)熱電阻較之其他溫度測量設備而言具有以下幾個(gè)特點(diǎn):第一,工業(yè)熱電阻具有壓簧式的結構部件,因此其具有較高的抗振動(dòng)性能;第二,工業(yè)熱電阻不同尋常的溫度測量角度很大程度上的提升了溫度測量結果的正確性;第三，工業(yè)熱電阻結果較為簡(jiǎn)單且穩固，因此適用于不同種類(lèi)的工業(yè)生產(chǎn)所要求溫度測量;第四,工業(yè)熱電阻內部結構中所具有的薄膜電阻構件能夠大大提升其自身物理性能，并具有較強的穩定性與可靠性。
1.4工業(yè)熱電阻的主要結構
      現階段常見(jiàn)的工業(yè)熱電阻主要由溫度傳感裝置、引線(xiàn)、結構保護管以及接線(xiàn)裝置等構件組成,同時(shí)不同種類(lèi)的工業(yè)熱電阻內部結構也存在著(zhù)-定的差異性,具體而言,鎧裝工業(yè)熱電阻除基本溫度傳感及測量裝置之外，還具有絕緣材料及鋼結構套管等;而端面工業(yè)熱電阻的溫度傳感裝置擁有一層電阻絲,其主要被應用在物體外部的溫度測量上。
2工業(yè)熱電阻的檢定方式
2.1電位差計檢定方式
      在現階段的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,工業(yè)熱電阻被大量應用在中低溫測量及統-控制環(huán)節,以此從根本上保障其在運行期間的穩定性及可靠性,對其進(jìn)行不同方式的檢定也成為相關(guān)工業(yè)企業(yè)與研究人員必須完成的工作:之一。
      電位差計檢定方式主要基于國家及有關(guān)部門(mén)針對工業(yè)熱電阻所制定的檢定標準,同時(shí)其在檢定過(guò)程中需應用到電位差計裝置測量尚未進(jìn)行檢定的物質(zhì)在不同溫度環(huán)境中所出現電阻系數變化。同時(shí)電位差計檢定.方式中,也涉及到了大量輔助型儀器,諸如:電池、電位差計裝置、電阻等,因此操作起來(lái)過(guò)于繁雜。
2.2電橋測量檢定方法
      相較于電位差計檢定方式而言,電橋測量檢定方式主要應用的是測溫電橋裝置,并通過(guò)其他設備的共同配合,從而對工業(yè)熱電阻在檢測物體內部電阻的過(guò)程進(jìn)行直接的測量,同時(shí)電橋測量檢測的方式對外部運行環(huán)境具有較高的標準,且測量方式也略顯復雜,因此非常容易在檢定過(guò)程中出現誤差。不僅如此,電橋測量裝置在實(shí)際運行過(guò)程中也極易出現的磨損與氧化等問(wèn)題，檢定成本過(guò)大。
3工業(yè)熱電阻檢定中產(chǎn)生偏差的原因及控制
      工業(yè)熱電阻的檢定方法有兩種,一是電位差計檢定,主要是基于國家相關(guān)標準，利用電位差計來(lái)對尚未檢定物質(zhì)在不同溫度條件下的電阻系數變化進(jìn)行測量,在檢定過(guò)程中不僅需要用到電位差計，還需要大量的輔助設施,包括電阻、電池、導線(xiàn)等,操作相對繁瑣;二是電橋測量檢定,主要是運用測溫電橋裝置與其他設備的配合,針對工業(yè)熱電阻檢測物體內部電阻的過(guò)程進(jìn)行測量,這種檢定方式對于外部環(huán)境要求較高,而且測量方式復雜,檢定過(guò)程容易出現誤差。
3.1水三相點(diǎn)瓶使用偏差
      水三相點(diǎn)瓶在工業(yè)熱電阻運行中發(fā)揮出的主要作用是保溫,在對特殊種類(lèi)金屬的溫度進(jìn)行檢定時(shí)通常會(huì )用到，例如,在《工業(yè)鉑、銅熱電阻》(JJG229- 2010)中,明確提出，應該利用水三相點(diǎn)瓶及其保溫容器進(jìn)行標準鉑電阻溫度計電阻值的測定,水三相點(diǎn)瓶對于工業(yè)熱電阻后期測量結果存在直接影響，如果其無(wú)法正常運行，還可能會(huì )導致工業(yè)熱電阻的運行風(fēng)險?；诖?需要技術(shù)人員重視水三相點(diǎn)瓶的使用，而一旦操作失誤,就可能導致工業(yè)熱電阻的檢定偏差:一是在水三相點(diǎn)瓶中放入標準鉑電阻溫度計之前,將必要的預冷環(huán)節忽略。實(shí)際上，在對水三相點(diǎn)瓶進(jìn)行操作前,要求檢測人員必須預先將標準鉑電阻溫度計放入到相應的制冷恒溫槽中,做好必要的預冷處理工作,等到溫度計顯示數值與水三相點(diǎn)瓶一致,或者兩者之間的誤差不超過(guò)0.01℃時(shí),才能進(jìn)行測量,分析原因，主要是在利用熱電阻進(jìn)行溫度測量的過(guò)程中，必然伴隨著(zhù)-定的熱量交換,容易引發(fā)傳熱誤差,通過(guò)對溫度計的預冷處理,能夠避免將外界溫度代入瓶中,從而杜絕傳熱現象引發(fā)的測量偏差;=是在水三相點(diǎn)瓶完成凍制后,立即投入使用。實(shí)際上,剛剛凍制好的水三相點(diǎn)瓶三相點(diǎn)溫度偏低,凍制過(guò)程較大的過(guò)冷度會(huì )導致冰晶尺寸偏小，容易產(chǎn)生較大的應力,如果立即將其應用到溫，度測量中，過(guò)于強烈的內外溫差不僅會(huì )對工業(yè)熱電阻檢定結果的正確性產(chǎn)生影響,嚴重的甚至可能引發(fā)安全事故。因此,正確的操作應該在將凍制好的水三相點(diǎn)瓶于接近0.01℃的環(huán)境下放置30min,待其穩定后再投入使用，這樣能夠確保冰晶尺寸合理,消除應力作用,從而保證測量結果正確可靠。
3.2電測設備使用偏差
      結合《工業(yè)鉑、銅熱電阻》(JJG229-2010)分析,對于A(yíng)級乃至AA級電阻的檢定,必須采用0.005級或者更高等級的電測設備。在不斷的發(fā)展過(guò)程.中,很多市級計量部門(mén)開(kāi)始將原本的電測設備更換為了對應等級的數字.多用表,但是在這種情況下，很容易出現因為電測設備操作不當引發(fā)的測量偏差。具體來(lái)講，一是沒(méi)有做好量程選擇工作。合理的量程對于測量.檢定工作有著(zhù)非常重要的作用，如果量程選擇偏高,則會(huì )對測量正確性產(chǎn)生影響,如果量程選擇偏低,可能導致測量結果超出量程范圍,無(wú)法直觀(guān)顯示出來(lái)。而在實(shí)際操作中,也可以設定為自動(dòng)量程,由系統自主確定,但是這樣的方式可能造成讀數延遲，測量時(shí)間間隔難以得到有效保障。因此,對于技術(shù)人員而言,檢定過(guò)程中必須依照實(shí)際情況，對量程進(jìn)行合理選擇;二是沒(méi)有做好數字多用表調節。在對熱電阻阻值進(jìn)行測量時(shí),需要通過(guò)一定電流,檢定環(huán)節通常要求通過(guò)熱電阻的電流不超過(guò)1mA,之所以如此,主要是因為當電流從熱電阻中通過(guò)時(shí),會(huì )在其感溫元件及引線(xiàn)上產(chǎn)生焦耳熱,繼而形成相應的溫度梯度,受這種內部熱效應影響,電阻的溫度會(huì )逐漸身高,引發(fā)測量偏差問(wèn)題。因此,在工業(yè)熱電阻檢定環(huán)節,如果使用的是數字多用表,應該將其調節到低電流檔?？紤]內容熱效應引發(fā)的測量偏差大小會(huì )受到流經(jīng)熱電阻電流大小的影響，不能一概而論,為了保證檢定結果正確可靠,采用兩支工業(yè)鉑熱電阻,在0℃進(jìn)行實(shí)驗,保持其他試驗條件不變,僅僅增加通過(guò)鉑熱電阻的電流值。
      雖然通過(guò)增加流經(jīng)鉑熱電阻電流的方式，能夠提升測量的靈敏度,不過(guò)電流越大,電阻內部熱效應也越大,測量偏差值同樣會(huì )隨之增大。當電流達到5mA時(shí), 1號鉑熱電阻的測量值如果換算成溫度,較上級計量部門(mén)的檢定結果高出約0.03℃, 2號鉑熱電阻測量值在換算成溫度后,較檢定結果高出0.04℃.因此,在工業(yè)熱電阻檢定中,應該對電流進(jìn)行控制,在保證測量靈敏度的情況下，盡可能減小自熱效應。
4提升工業(yè)熱電阻檢定有效性的方式
      為從根本上提升工業(yè)熱電阻檢定有效性,現階段相關(guān)管理部門(mén)也要從緊抓人員專(zhuān)業(yè)技能及職業(yè)素養入手，注重在人員群體中強調規范化操作的重要性,積極開(kāi)展關(guān)于檢定工業(yè)熱電阻新技術(shù)的相關(guān)技能培訓活動(dòng),基于國家及有關(guān)部門(mén)所頒布的工業(yè)熱電阻檢定相關(guān)規則，建立健全檢定工作的管理機制。不僅如此,對于工業(yè)熱電阻檢定偏差的原因進(jìn)行及時(shí)的分析,從而制定出解訣此類(lèi)問(wèn)題的對策,并在保證工業(yè)熱電阻運行穩定性的基礎上，提升其檢定過(guò)程中的正確性。
5結論
      工業(yè)熱電阻檢定中,可能出現檢定結果偏差的問(wèn)題,對偏差產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,主要是工作人員的操作缺乏規范性?；诖?應該對工業(yè)熱電阻檢定步驟進(jìn)行明確,做好風(fēng)險分析預防工作,采取有效措施來(lái)減少和杜絕偏差,以此來(lái)保證檢定結果真實(shí)有效。