Qual é o método de medição correto para a calibração do termopar?

A regulação da calibração do termopar exige que os terminais de referência do termopar padrão e o termopar testado sejam introduzidos no grau {{0}}} durante a calibração. Para termopares de metal precioso (marcas de escala S, R, B) usados ​​no trabalho de calibração, os fios dos termopares testados são macios e fáceis de conectar; No entanto, para termoplos de metal de baixo custo usado no trabalho de calibração, devido ao diâmetro relativamente grande da maioria dos termopares, é difícil introduzir diretamente o final de referência em 0 graus. Portanto, os fios de compensação são frequentemente usados ​​para introduzir a extremidade livre do termopar no ponto de congelamento e, em seguida, os fios de cobre são usados ​​para levá-lo à faixa de tensão de um multímetro digital de alta precisão para medição.

O método de medição correto para o processo de calibração do termopar é mostrado na Figura 1:

Figura 1 Método de medição correto durante o processo de calibração do termopar

1. Conexões incorretas comuns de fios de compensação

① Acredita -se que, com os fios de compensação, o ponto de congelamento possa ser eliminado, como mostra a Figura 2.

Figura 2 Método de medição de erro de não usar o ponto de congelamento durante o processo de calibração do termopar

② Acredita-se que a conexão de fios de compensação seja melhor, não apenas entre o termopar e o ponto de congelamento, mas também entre o ponto de congelamento 0 e o multímetro digital de alta precisão, como mostrado na Figura 3.

Ao verificar o termopar na Figura 3, use um fio de compensação entre 0 e a tabela de funções digitais

Abaixo está uma análise dos erros gerados por esses dois formulários de fiação (assumindo erros de compensação nos fios de compensação):

Quando conectado corretamente (veja a Figura 1), se o tipo de termopar for y e o fio de compensação for YX, aplicando a lei do condutor intermediário, a tensão aceita pelo multímetro digital de alta precisão pode ser obtida como:

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

A temperatura T1 na extremidade de trabalho do termopar é exatamente o potencial termoelétrico em relação ao grau 0, e a leitura pode ser comparada diretamente com a escala para determinar se atende aos requisitos.

Para a situação na Figura 2, aplicando a lei do condutor intermediário, a tensão aceita pelo multímetro digital de alta precisão é:

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

Comparado com a equação (1), a temperatura ambiental de entrada T2 do instrumento de medição elétrica é exatamente diferente do potencial em 0 grau:

EY (t1, t 0) - ey (t1, t2)=ey (t2, t 0) --------------- fórmula 3

Se o resultado da verificação for menor que o valor potencial real do termopar de acordo com a situação na Figura 2, a diferença é o potencial da temperatura ambiente do termopar em relação ao grau 0.

Para a situação na Figura 3, aplicando a lei do condutor intermediário, a tensão aceita pelo multímetro digital de alta precisão é:

Ez {{0}} ey (t1, t3)+eyx (t3, t 0) - eyx (t 0, t2)=ey (t1, t 0) - eyx (t0, t2)

A partir dos resultados do horário de trabalho, embora o ponto de congelamento tenha sido adicionado, o multímetro digital de alta precisão foi compensado ao contrário, conectando um fio de compensação do ponto de congelamento. O resultado final é o mesmo da Figura 2, onde o valor medido é menor que o valor potencial real do termopar, e a diferença ainda é o potencial da temperatura ambiente do termopar em relação ao grau 0.

2. Sugira usar o termopar em vez de compensar o fio

Na calibração do termopar, os fios de compensação são frequentemente usados ​​para os fios de conexão de termopares de metal de baixo custo, mas a precisão dos fios de compensação do termopar geralmente não é alta. De acordo com os padrões nacionais relevantes, a tolerância de compensar fios para termopares de precisão é de ± 2,5 graus para cocôs S e ± 1,5 graus para co-casais. Isso introduz muito erro para calibração do termopar e pode resultar em resultados não qualificados para termopares qualificados.

O objetivo de usar os fios de compensação do termopar na calibração é compensar a temperatura T3 no terminal de saída do termopar ao T 0} (0}) para calibração (como mostrado na Figura 1). De acordo com a prática, para a calibração de termopares de metal de baixo custo, é usada uma grau de trabalho I 0. A conexão do fio de termopar de 5 mm é usada, com um diâmetro flexível de fio, fiação fácil e baixo custo. Os termopares de grau I, como fios de compensação, devem passar por calibração e introduzir valores de correção; caso contrário, eles introduzirão erros de (0. 4-1. 5) grau; Para a calibração de termopares de metais preciosos (especialmente os termopares do tipo S e R com um comprimento de {1 0}} mm, que não pode ser diretamente colocado no termostato final de referência, devido a seus fios curtos), um número de térmicos de térmicos de 0,3 mm de que o Thermocouple é de térmica (com um térmico de térmicos de térmicos), que se acumula a térmica de térmicos. Os fios do termopar para os pólos positivos e negativos do termopar testado, e o efeito é muito ideal. O uso de fios de termopar para a verificação de termopares de metal precioso é realmente ideal, mas o custo não é baixo. Os fios de compensação correspondentes também podem ser usados, mas devem ser calibrados e usados ​​apenas após a correção tem significado prático.

Em teoria, de acordo com a lei do condutor homogêneo dos termopares, o potencial termoelétrico de um condutor homogêneo está relacionado apenas à temperatura na junção das duas extremidades e é independente da distribuição de temperatura ao longo do eletrodo quente. Portanto, o termopar é diretamente conectado com um fio de termopar e os dois eletrodos do termopar se estendem diretamente do fio do termopar até o ponto de congelamento, sem considerar a temperatura intermediária T3 (consulte a Figura 1).

Usando fios de compensação para conexão, é necessário que a temperatura das duas extremidades da conexão do termopar seja consistente em T3. No entanto, na verificação real, a extremidade livre do termopar está localizada no final do forno de verificação, e a temperatura no final é muito alta. A influência da radiação e a transferência de calor convectivo na área circundante é significativa, dificultando a obtenção de temperatura consistente na extremidade livre do termopar verificado. Portanto, no processo de verificação, o erro causado pela temperatura inconsistente nas extremidades é incorporada aos resultados de verificação do termopar. Ao se conectar com os fios do termopar, mesmo que a temperatura na extremidade livre do termopar não seja consistente, isso não afeta os resultados da calibração.

3. Seleção e uso de fios de cobre

Apresente a extremidade livre do termopar no ponto de congelamento e conecte-o à extremidade de medição do multímetro digital de alta precisão usando fios de cobre a partir do ponto de congelamento. Alguns regulamentos de calibração do termopar têm essas disposições, enquanto outros não. De acordo com os regulamentos de verificação de "termopares de baixo custo de metal para o trabalho", é explicitamente exigido que os fios principais da extremidade de referência do termopar sejam conectados usando fios de cobre do mesmo material e o contato deve ser bom; Embora os regulamentos de verificação para "termopares de metais preciosos para o trabalho" estipulem no diagrama esquemático do princípio de verificação de que a extremidade de referência do termopar precisa ser conectada ao interruptor de conversão (interruptor direcional), eles não especificam qual tipo de fio de chumbo usar. Portanto, alguns funcionários adicionaram detalhes desnecessários e usaram fios de compensação (os erros causados ​​foram analisados ​​acima).

Os requisitos para os fios principais do terminal de referência do termopar são bastante rigorosos. Os fios conectados aos dois pólos do termopar devem ser cortados em duas seções usando o mesmo fio de cobre e conectado aos terminais de referência dos dois pólos do termopar, respectivamente (a resistividade do fio de cobre em 2 0} deve ser menor que 0,01724 μ ω · m). Por não ser o mesmo fio de cobre, embora sua resistividade atenda aos requisitos, também existem diferenças entre eles. Portanto, o par composto por dois fios de cobre gerará um potencial termoelétrico adicional no circuito do termopar sob o efeito da diferença de temperatura. A magnitude dessa força eletromotiva está relacionada à diferença de material entre os dois fios de cobre e a diferença de temperatura entre as duas extremidades dos fios de cobre, que introduzirão certos erros no termopar que está sendo testado.

Além disso, a conexão entre o fio de cobre e o terminal de referência do eletrodo do termopar deve ter um bom contato. Está provado que o método de usar uma boca de peixe para prender ainda é amplamente adotado por muitos funcionários da calibração. No entanto, esse método introduzirá um erro de {{0}}. 5-1. 0 grau no circuito de detecção, e esse erro não é um valor fixo, às vezes o suficiente para afetar o julgamento dos resultados da calibração.