Quelle est la méthode de mesure correcte pour l'étalonnage des thermocouples?

La régulation d'étalonnage du thermocouple nécessite que les bornes de référence du thermocouple standard et du thermocouple testé soient introduits dans {{0}} {0} pendant l'étalonnage. Pour les thermocouples métalliques précieux (S, R, B d'échelle B) utilisés dans les travaux d'étalonnage, les fils des thermocouples testés sont doux et faciles à câbler; Cependant, pour les thermocouples métalliques à faible coût utilisés dans les travaux d'étalonnage, en raison du diamètre relativement grand de la plupart des thermocouples, il est difficile d'introduire directement l'extrémité de référence à 0 degré. Par conséquent, les fils de compensation sont souvent utilisés pour introduire l'extrémité libre du thermocouple dans le point de congélation, puis des fils de cuivre sont utilisés pour le conduire à la plage de tension d'un multimètre numérique de haute précision pour la mesure.

La méthode de mesure correcte pour le processus d'étalonnage des thermocouples est illustrée à la figure 1:

Figure 1 Méthode de mesure correcte pendant le processus d'étalonnage du thermocouple

1. Connexions incorrectes communes des fils de compensation

① On pense qu'avec les fils de compensation, le point de congélation peut être éliminé, comme le montre la figure 2.

Figure 2 Méthode de mesure d'erreur pour ne pas utiliser de point de congélation pendant le processus d'étalonnage du thermocouple

② On pense que la connexion des fils de compensation est meilleure, non seulement entre le thermocouple et le point de congélation, mais aussi entre le point de congélation 0 et le multimètre numérique de haute précision, comme le montre la figure 3.

Lors de la vérification du thermocouple sur la figure 3, utilisez un fil de compensation entre 0 et le tableau des fonctions numériques

Vous trouverez ci-dessous une analyse des erreurs générées par ces deux formulaires de câblage (en supposant aucune erreur de compensation dans les fils de compensation):

Lorsqu'il est connecté correctement (voir figure 1), si le type de thermocouple est y et que le fil de compensation est YX, en appliquant la loi du conducteur intermédiaire, la tension acceptée par le multimètre numérique de haute précision peut être obtenue comme:

Ez {{0}} ey (t1, t3) + eyx (t3, t 0) ​​= ey (t1, t0) ------- Formule 1

La température T1 à l'extrémité de travail du thermocouple est exactement le potentiel thermoélectrique par rapport à 0, et la lecture peut être directement comparée à l'échelle pour déterminer si elle répond aux exigences.

Pour la situation de la figure 2, en appliquant la loi du conducteur intermédiaire, la tension acceptée par le multimètre numérique de haute précision est:

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

Par rapport à l'équation (1), la température environnementale d'entrée T2 de l'instrument de mesure électrique est exactement différente du potentiel au 0:

Ey (t1, t 0) - ey (t1, t2)=ey (t2, t 0) --------------- Formule 3

Si le résultat de vérification est inférieur à la valeur de potentiel réelle du thermocouple en fonction de la situation de la figure 2, la différence est le potentiel de la température ambiante du thermocouple par rapport au degré 0.

Pour la situation de la figure 3, en appliquant la loi du conducteur intermédiaire, la tension acceptée par le multimètre numérique de haute précision est:

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

D'après les résultats des heures de travail, bien que le point de congélation ait été ajouté, le multimètre numérique de haute précision a été compensé à l'envers en connectant un fil de compensation à partir du point de congélation. Le résultat final est le même que la figure 2, où la valeur mesurée est inférieure à la valeur de potentiel réelle du thermocouple, et la différence est toujours le potentiel de la température ambiante du thermocouple par rapport au degré 0.

2. Suggérer d'utiliser le thermocouple au lieu de compenser le fil

Dans l'étalonnage des thermocouples, les fils de compensation sont souvent utilisés pour les fils de connexion des thermocouples métalliques à faible coût, mais la précision des fils de compensation de thermocouple n'est généralement pas élevée. Selon les normes nationales pertinentes, la tolérance des fils de compensation pour les thermocouples de qualité de précision est de ± 2,5 degrés pour les couples S et de ± 1,5 degrés pour les couples k. Cela introduit trop d'erreur pour l'étalonnage des thermocouples et peut entraîner des résultats non qualifiés pour les thermocouples qualifiés.

Le but d'utiliser des fils de compensation de thermocouple dans l'étalonnage est de compenser la température T3 à la borne de sortie du thermocouple au degré T 0 (0 requis) pour l'étalonnage (comme le montre la figure 1). Selon l'entraînement, pour l'étalonnage des thermocouples métalliques à faible coût, une connexion de fil de thermocouple de grade I 0 de 5 mm est utilisée, avec un diamètre de fil flexible, un câblage facile et un faible coût. Les thermocouples de grade I, en tant que fils de compensation, doivent subir un étalonnage et introduire des valeurs de correction, sinon ils introduiront les erreurs de (0. 4-1. 5) degré; Pour l'étalonnage des thermocouples métalliques précieux (en particulier les thermocouples de type S et R avec une longueur de {{1 0}}}}, qui ne peut pas être directement placé dans le thermostat d'extrémité de référence en raison de leurs fils courts), un φ 0,3 mm même la même polarité Thermocaple Fire (avec une tolérance de thermo Utilisé pour connecter les fils de thermocouple aux pôles positifs et négatifs du thermocouple testé, et l'effet est très idéal. L'utilisation de fils de thermocouple pour la vérification de thermocouples métalliques précieux est en effet idéal, mais le coût n'est pas faible. Des fils de compensation correspondants peuvent également être utilisés, mais ils doivent être calibrés et utilisés uniquement après la correction ont une signification pratique.

En théorie, selon la loi de conducteurs homogènes des thermocouples, le potentiel thermoélectrique d'un conducteur homogène n'est lié qu'à la température à la jonction des deux extrémités et est indépendant de la distribution de température le long de l'électrode chaude. Ainsi, le thermocouple est directement connecté avec un fil de thermocouple, et les deux électrodes du thermocouple s'étendent directement du fil de thermocouple au point de congélation, sans considérer la température intermédiaire T3 (voir figure 1).

En utilisant des fils de compensation pour la connexion, il est nécessaire que la température des deux extrémités de connexion du thermocouple soit cohérente à T3. Cependant, en vérification réelle, l'extrémité libre du thermocouple est située à la fin du four de vérification, et la température à la fin est très élevée. L'influence du rayonnement et du transfert de chaleur convective sur les environs est significative, ce qui rend difficile l'atteinte de la température cohérente à l'extrémité libre du thermocouple vérifié. Ainsi, dans le processus de vérification, l'erreur causée par une température incohérente aux extrémités est incorporée dans les résultats de vérification du thermocouple. En se connectant avec des fils de thermocouple, même si la température à l'extrémité libre du thermocouple n'est pas cohérente, elle n'affecte pas les résultats d'étalonnage.

3. Sélection et utilisation des fils de cuivre

Présentez l'extrémité libre du thermocouple dans le point de congélation et connectez-le à l'extrémité de mesure du multimètre numérique de haute précision à l'aide de fils de cuivre à partir du point de congélation. Certains réglementations d'étalonnage des thermocouples ont de telles dispositions, tandis que d'autres ne le font pas. Selon les réglementations de vérification des "thermocouples métalliques à faible coût pour le travail", il est explicitement nécessaire que les fils de plomb de l'extrémité de référence du thermocouple soient connectés à l'aide de fils de cuivre du même matériau et que le contact soit bon; Bien que les réglementations de vérification des "thermocouples métalliques précieux pour le travail" stipulent dans le schéma du principe du principe de vérification selon lequel l'extrémité de référence du thermocouple doit être connectée au commutateur de conversion (commutateur directionnel), ils ne spécifient pas le type de fil de plomb à utiliser. Par conséquent, certains membres du personnel ont ajouté des détails inutiles et utilisé des fils de compensation (les erreurs causées ont été analysées ci-dessus).

Les exigences pour les fils de plomb de la borne de référence du thermocouple sont assez strictes. Les fils connectés aux deux pôles du thermocouple doivent être coupés en deux sections en utilisant le même fil de cuivre et connectés aux bornes de référence des deux pôles du thermocouple respectivement (la résistivité du fil de cuivre à 2 0 doit être inférieure à 0,01724 μ Ω · m). Parce qu'ils ne sont pas le même fil de cuivre, bien que leur résistivité réponde aux exigences, il existe également des différences entre eux. Par conséquent, la paire composée de deux fils de cuivre générera un potentiel thermoélectrique supplémentaire dans le circuit thermocouple sous l'effet de la différence de température. L'amplitude de cette force électromotive est liée à la différence de matériau entre les deux fils de cuivre et la différence de température entre les deux extrémités des fils de cuivre, qui introduira certaines erreurs dans le thermocouple testé.

De plus, la connexion entre le fil de cuivre et la borne de référence de l'électrode thermocouple doit avoir un bon contact. Il a été prouvé que la méthode d'utilisation d'une bouche de poisson à serrer est encore largement adoptée par de nombreux membres du personnel d'étalonnage. Cependant, cette méthode introduira une erreur de {{0}}. 5-1. 0 degré dans le circuit de détection, et cette erreur n'est pas une valeur fixe, parfois suffisamment pour affecter le jugement des résultats d'étalonnage.