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[摘要]:温度计在使用中受氧化,时效,内应力等因素的影响,其示值将发生变化。因此,温度计必须定期进行检定。
[关键词]:温度计 检定 方法
中图分类号:TQ056.1+1 文献标识码:TQ 文章编号:1009-914X(2012)29- 0307 -01
温度计的检定方法因温度计的等级和种类的不同而有所不同,检定温度计的方法有比较法和定点法。比较法主要用于一般工作温度计的检定,它是把标淮温度计和被检温度计同时置于恒温装置中,由于两者处于同一温度场中,分别读取二者的示值并加以比较,从而得到检定结果,这种检定方法需要一标准温度计及一套恒温装置和相应的测试仪表。定点检定法多用来校准精确度等级较高的一等、二等标准鉑电阻和热电偶,这种方法主要在计量部门中采用,它需要有合格的定点槽和相应的测试仪表。国家计量部门对各种测温仪表的检定方法、设备、要求及允许基本误差等都做了规定,检定工作中应严格遵照热行,保证检定精度。
一、水银温度计和压力式温度计的校准
水银温度计是最常用的测温工具,它的优点是构造简单,使用方便,测温范围为零下35-360℃。若毛细管内无有惰性气体,防止水银气化,测温范围可扩大到600℃。它的缺点是读数受多种因素影响,在精确测量中必须加以校正。
水银温度计和压力式温度计都是用比较法进行校准的,用比较法校准温度计的基本条件是必须有一个均匀的温度场,使标版温度汁和被校温度计能感受相同的温度,均匀的温度场应足够大,以使沿温度计感温器的导热损失很小。形成均匀温度场的设备称为恒温槽。常用的恒温槽有低温槽,冰点槽,水槽,油槽和槽等,它们的基本特性和使用范围也不同。
对于具有零点刻度的温度计应作零点校准,这时需要冰点槽。槽内是冰水混合物,冰与水的比例一般为3:1.冰应是纯洁的冰刨成的细末,水为纯水,混合物中不能有气泡,这样才能形成稳定的0℃,作为温度计的零点校准点。
水槽,油槽等液体格—般都采用搅拌的原理,在槽内形成一段均匀的温度扬区域,它通过冷却或加温不同的液体而得到所需要的温度,将标准温度计和被校温度计同时插在均匀的温度场区,比较两者的读数,就可确定被校温度计的误差。
二、热电偶的校准
热电偶在使用前要经过检定,使用中的热电偶因氧化腐蚀作用,其热电极挥发,污染。晶粒组织等发生变化,致使其热电待性发生变化,为了保证测量的准确性,必须对热电偶定期进行检定(校准),以确定其误差的大小。
校验热电偶之前先对其外观进行检查,正常热电极的热接点应焊接牢固,焊点为球状,表面光滑,无气孔等缺陷,热电极丝不应有脆弱缺陷,无色斑、腐蚀斑点或发黑现象。对于已变质的热电偶进行处理后再进行校准。
工业热电偶的校准通常采用比较法,即将被校热电偶与标准铂铑一铂热电偶读数进行比较,判断其质量合格与否。为了节省时间和减少校准工作量,一级规定只校验几个温度点,我国规定:铂姥一铂的校准点为600℃,800℃,1000℃,1200℃;镍铬一镍硅为:400℃,600℃,800℃,1000℃,镍铬一考铜为300℃, 400℃,600℃。在实际校准时,校准点温度不应偏离规定值的±10℃,对于镍铬——镍硅、镍铬——考铜等贱金铜属热电偶,若在300℃以下使用时,应增加100℃校准点,校准时在油槽中与二等标准水银温度计相比较,检定中用的显示仪表一般为精度较高的实验室手动电位差计。校准高于300℃以上的温度点时,热电偶用管式电炉加温,电炉的加热丝电源经调压器供电,改变加热丝的电压便可得到不同的功率,产生不同的温度,炉内应有不小于100mm的恒温区,读数时要求恒温区的温度变化不超过每分2℃。电位差计的精度不低于0.03级;标准热电偶的精度等级根据被校热电偶的精度而定,一般采用二等或三等标准铂铑—铂热电偶。
校准时把被校热电偶和标准热电偶的工作端捆扎在一起同时放到电炉内的恒温区。校准镍铬—镍硅、镍铬一考钢热电偶时,为防止标准铂铑—铂热电偶被污染,应在每根标准热电偶的电极外面套以石英管。为了保证被校与标准热电偶二者处于同一温度场,有时也可把两者的热端置于镍块之中再放人管式炉恒温区,然后用石棉绳封堵炉口。
按照规程将线路接好后检查无误通电升温,出炉温达到校准点的±10℃时,调节和控制加热电流保持炉温恒定,在炉温每分钟变比不超过2℃时进行读数,为消除炉温缓慢单调变化的影响,应采用对称观测法读数。一般进行两个循环测量,即每个校准点的读数不少于四次取其平均值作为最终读数。根据各校服点的读数、比较被校与标淮热电偶的测量结果,若每个校准点的误差值都小于其允许的基本误差值(查表)时,被校热电偶才认为是合格的。否则该热电偶不能继续使用。
三、热电阻温度计的校准
热电阻温度计通常用定点法进行校准。工业用热电阻一般只需要测定0℃和100℃两个点的电阻R0和R100,将R0和R100/R0的数值与标准值比较判定热电阻质量。对于标准热电阻,其校准点视其工作温度范围而定,根据各定点测得的电阻值进行数据处理,从而确定电阻一温度关系公式中的各项系数.
定点法的校准设备为定点槽,如冰点槽,水沸点槽,锡点槽等。零点的校准除前面介绍的冰点槽外,计量部门目前多用水三相点容器作为0℃恒温器。工作时容器内呈现水,冰,汽三相共存状态,可以获得正确的三相点温度0.01℃。获得水沸点温度可用水沸点槽。水沸腾后蒸汽穿过筛孔板在套筒内向上流动,在上部拐弯后从套简的外侧向下流,经连通管通向大气,由于套简温度与汽温一致,使温度计的辐射热损失减少到可忽略不计的程度。筒的一侧装有微压计10,在测量热电阻值时,同时测量大气压,微压计的示值读出套筒内的压力,用来修正饱和水蒸汽的温度值。
校准时,将热电阻温度计先后插入水三相点容器和水沸点槽,分别测取0℃的阻值R0和100℃的电阻值R10,然后计算R100/R0,和R0一起与允许基本误差相比较。即可判断电阻温度汁误差的大小。
工业用热电阻温度汁也可采用比较法进行校准,其校准原理与热电偶校准采用的比较法相同。
四、辅射式温度计的校准
辐射式温度计的校准多采用比较法。由于各种辐射式温度计所测得的温度与被测物体的黑度有关,在校准时普通采用黑体辐射源作为被测对象,使被校温度计和同类型的标准辐射式温度计同时测量黑体辐射源的温度,比较两者的读数即可得到被校温度计的误差大小。黑体辐射源的技术要求和构造原理可参阅计量器具检定规程。
在校准低于1300℃的温度点时,可使用标准铂铑一铂热电偶作为标准仪表,以其测出黑体辐射源的温度作为标准温度,求取被校招射温度计与其之差即为被校温度计的误差。
需要指出的是,检定温度计是费时、精确和细致的工作,当需检定的温度计数量很大时,手工操作效率低劳动强度大,易出现较大误差。现在已有一些实现温度计自动校准的装置,节省了人们的时间和精力,提高了校准的精度。
参考文献:
[1] 张玉芬,张弓. 二等标准水银温度计不确定度如何评定[J]. 企业标准化. 2004(04)
[2] 李颖. 热电偶补偿导线修正值的不确定度评定[J]. 品牌与标准化. 2011(08)
[3] 李芸彤,赵冰. 水三相点瓶的人工冻制方法[J]. 品牌与标准化. 2011(Z1)
[4] 扈玲. 玻璃液体温度计的使用和检测[J]. 科技创新导报. 2009(26)
[5] 许新立,张卫平. 石油专用玻璃温度计示值的追溯[J]. 铁道技术监督. 2004(05)
[6] 陈凤凤. 二等标准水银温度计温度修正值不确定度分析[J]. 中国计量. 2003(11)
[7] 蔡捷伟;纪杨. 一种玻璃温度计自动检测装置及检测方法 [P]. 中国专利,2008-05-21.
[关键词]:温度计 检定 方法
中图分类号:TQ056.1+1 文献标识码:TQ 文章编号:1009-914X(2012)29- 0307 -01
温度计的检定方法因温度计的等级和种类的不同而有所不同,检定温度计的方法有比较法和定点法。比较法主要用于一般工作温度计的检定,它是把标淮温度计和被检温度计同时置于恒温装置中,由于两者处于同一温度场中,分别读取二者的示值并加以比较,从而得到检定结果,这种检定方法需要一标准温度计及一套恒温装置和相应的测试仪表。定点检定法多用来校准精确度等级较高的一等、二等标准鉑电阻和热电偶,这种方法主要在计量部门中采用,它需要有合格的定点槽和相应的测试仪表。国家计量部门对各种测温仪表的检定方法、设备、要求及允许基本误差等都做了规定,检定工作中应严格遵照热行,保证检定精度。
一、水银温度计和压力式温度计的校准
水银温度计是最常用的测温工具,它的优点是构造简单,使用方便,测温范围为零下35-360℃。若毛细管内无有惰性气体,防止水银气化,测温范围可扩大到600℃。它的缺点是读数受多种因素影响,在精确测量中必须加以校正。
水银温度计和压力式温度计都是用比较法进行校准的,用比较法校准温度计的基本条件是必须有一个均匀的温度场,使标版温度汁和被校温度计能感受相同的温度,均匀的温度场应足够大,以使沿温度计感温器的导热损失很小。形成均匀温度场的设备称为恒温槽。常用的恒温槽有低温槽,冰点槽,水槽,油槽和槽等,它们的基本特性和使用范围也不同。
对于具有零点刻度的温度计应作零点校准,这时需要冰点槽。槽内是冰水混合物,冰与水的比例一般为3:1.冰应是纯洁的冰刨成的细末,水为纯水,混合物中不能有气泡,这样才能形成稳定的0℃,作为温度计的零点校准点。
水槽,油槽等液体格—般都采用搅拌的原理,在槽内形成一段均匀的温度扬区域,它通过冷却或加温不同的液体而得到所需要的温度,将标准温度计和被校温度计同时插在均匀的温度场区,比较两者的读数,就可确定被校温度计的误差。
二、热电偶的校准
热电偶在使用前要经过检定,使用中的热电偶因氧化腐蚀作用,其热电极挥发,污染。晶粒组织等发生变化,致使其热电待性发生变化,为了保证测量的准确性,必须对热电偶定期进行检定(校准),以确定其误差的大小。
校验热电偶之前先对其外观进行检查,正常热电极的热接点应焊接牢固,焊点为球状,表面光滑,无气孔等缺陷,热电极丝不应有脆弱缺陷,无色斑、腐蚀斑点或发黑现象。对于已变质的热电偶进行处理后再进行校准。
工业热电偶的校准通常采用比较法,即将被校热电偶与标准铂铑一铂热电偶读数进行比较,判断其质量合格与否。为了节省时间和减少校准工作量,一级规定只校验几个温度点,我国规定:铂姥一铂的校准点为600℃,800℃,1000℃,1200℃;镍铬一镍硅为:400℃,600℃,800℃,1000℃,镍铬一考铜为300℃, 400℃,600℃。在实际校准时,校准点温度不应偏离规定值的±10℃,对于镍铬——镍硅、镍铬——考铜等贱金铜属热电偶,若在300℃以下使用时,应增加100℃校准点,校准时在油槽中与二等标准水银温度计相比较,检定中用的显示仪表一般为精度较高的实验室手动电位差计。校准高于300℃以上的温度点时,热电偶用管式电炉加温,电炉的加热丝电源经调压器供电,改变加热丝的电压便可得到不同的功率,产生不同的温度,炉内应有不小于100mm的恒温区,读数时要求恒温区的温度变化不超过每分2℃。电位差计的精度不低于0.03级;标准热电偶的精度等级根据被校热电偶的精度而定,一般采用二等或三等标准铂铑—铂热电偶。
校准时把被校热电偶和标准热电偶的工作端捆扎在一起同时放到电炉内的恒温区。校准镍铬—镍硅、镍铬一考钢热电偶时,为防止标准铂铑—铂热电偶被污染,应在每根标准热电偶的电极外面套以石英管。为了保证被校与标准热电偶二者处于同一温度场,有时也可把两者的热端置于镍块之中再放人管式炉恒温区,然后用石棉绳封堵炉口。
按照规程将线路接好后检查无误通电升温,出炉温达到校准点的±10℃时,调节和控制加热电流保持炉温恒定,在炉温每分钟变比不超过2℃时进行读数,为消除炉温缓慢单调变化的影响,应采用对称观测法读数。一般进行两个循环测量,即每个校准点的读数不少于四次取其平均值作为最终读数。根据各校服点的读数、比较被校与标淮热电偶的测量结果,若每个校准点的误差值都小于其允许的基本误差值(查表)时,被校热电偶才认为是合格的。否则该热电偶不能继续使用。
三、热电阻温度计的校准
热电阻温度计通常用定点法进行校准。工业用热电阻一般只需要测定0℃和100℃两个点的电阻R0和R100,将R0和R100/R0的数值与标准值比较判定热电阻质量。对于标准热电阻,其校准点视其工作温度范围而定,根据各定点测得的电阻值进行数据处理,从而确定电阻一温度关系公式中的各项系数.
定点法的校准设备为定点槽,如冰点槽,水沸点槽,锡点槽等。零点的校准除前面介绍的冰点槽外,计量部门目前多用水三相点容器作为0℃恒温器。工作时容器内呈现水,冰,汽三相共存状态,可以获得正确的三相点温度0.01℃。获得水沸点温度可用水沸点槽。水沸腾后蒸汽穿过筛孔板在套筒内向上流动,在上部拐弯后从套简的外侧向下流,经连通管通向大气,由于套简温度与汽温一致,使温度计的辐射热损失减少到可忽略不计的程度。筒的一侧装有微压计10,在测量热电阻值时,同时测量大气压,微压计的示值读出套筒内的压力,用来修正饱和水蒸汽的温度值。
校准时,将热电阻温度计先后插入水三相点容器和水沸点槽,分别测取0℃的阻值R0和100℃的电阻值R10,然后计算R100/R0,和R0一起与允许基本误差相比较。即可判断电阻温度汁误差的大小。
工业用热电阻温度汁也可采用比较法进行校准,其校准原理与热电偶校准采用的比较法相同。
四、辅射式温度计的校准
辐射式温度计的校准多采用比较法。由于各种辐射式温度计所测得的温度与被测物体的黑度有关,在校准时普通采用黑体辐射源作为被测对象,使被校温度计和同类型的标准辐射式温度计同时测量黑体辐射源的温度,比较两者的读数即可得到被校温度计的误差大小。黑体辐射源的技术要求和构造原理可参阅计量器具检定规程。
在校准低于1300℃的温度点时,可使用标准铂铑一铂热电偶作为标准仪表,以其测出黑体辐射源的温度作为标准温度,求取被校招射温度计与其之差即为被校温度计的误差。
需要指出的是,检定温度计是费时、精确和细致的工作,当需检定的温度计数量很大时,手工操作效率低劳动强度大,易出现较大误差。现在已有一些实现温度计自动校准的装置,节省了人们的时间和精力,提高了校准的精度。
参考文献:
[1] 张玉芬,张弓. 二等标准水银温度计不确定度如何评定[J]. 企业标准化. 2004(04)
[2] 李颖. 热电偶补偿导线修正值的不确定度评定[J]. 品牌与标准化. 2011(08)
[3] 李芸彤,赵冰. 水三相点瓶的人工冻制方法[J]. 品牌与标准化. 2011(Z1)
[4] 扈玲. 玻璃液体温度计的使用和检测[J]. 科技创新导报. 2009(26)
[5] 许新立,张卫平. 石油专用玻璃温度计示值的追溯[J]. 铁道技术监督. 2004(05)
[6] 陈凤凤. 二等标准水银温度计温度修正值不确定度分析[J]. 中国计量. 2003(11)
[7] 蔡捷伟;纪杨. 一种玻璃温度计自动检测装置及检测方法 [P]. 中国专利,2008-05-21.