翁紅波

摘 要：簡述分立元件法校準(zhǔn)和在線原位校準(zhǔn)的優(yōu)缺點，介紹在線原位校準(zhǔn)的三種方式得出溫度系統(tǒng)的正確校準(zhǔn)方法：分立元件法校準(zhǔn)（或稱離線校準(zhǔn)）和在線原位校準(zhǔn)。目前多數(shù)采用分立元件法。

關(guān)鍵詞：溫度系統(tǒng)；分立元件法校準(zhǔn)；在線原位校準(zhǔn)

1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

在國外，溫度系統(tǒng)已不再用離線校準(zhǔn)，而使用在線原位校準(zhǔn)，技術(shù)、設(shè)備都較成熟，已應(yīng)用于航空航天工業(yè)，汽車工業(yè)，鋼鐵，化工等很多領(lǐng)域。被國際廣泛參照和認(rèn)可的美國國家標(biāo)準(zhǔn)AMS2750，在1980年首發(fā)就提出溫度系統(tǒng)校準(zhǔn)（簡稱SAT）概念，用于溫度系統(tǒng)校準(zhǔn)的設(shè)備研發(fā)領(lǐng)域也得到長足發(fā)展，如早先的HART和現(xiàn)在的FLUKE，都是享譽(yù)國際的品牌。

在國內(nèi)，到目前為止還沒有一套完整的規(guī)范指導(dǎo)或參照執(zhí)行。極少開展的單位也只能依照各自的企標(biāo)，所用于溫度系統(tǒng)的在線原位校準(zhǔn)設(shè)備也從國外進(jìn)口。

2 溫度系統(tǒng)的分立元件法校準(zhǔn)

溫度系統(tǒng)的分立元件法校準(zhǔn)也稱為離線校準(zhǔn)。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，溫度系統(tǒng)中的傳感器（熱電偶或鉑電阻）從安裝位置取下來，送計量部門校準(zhǔn)合格后再返回工作現(xiàn)場。測量儀表不需要拆卸，現(xiàn)可以用過程校驗儀在現(xiàn)場校準(zhǔn)。但我們發(fā)現(xiàn)經(jīng)計量部門校準(zhǔn)合格的儀表和傳感器，組合成溫度系統(tǒng)時兩者的綜合誤差卻較大，在現(xiàn)場使用效果不佳。分析其原因：使用過程中熱電偶容易發(fā)生腐蝕老化，導(dǎo)致偶絲不均質(zhì)，引起誤差；熱電偶保護(hù)管的絕緣物為MgO粉末，當(dāng)溫度超過800℃時，其絕緣強(qiáng)度急劇降低，當(dāng)溫度超過1000℃時，其絕緣強(qiáng)度很低，極易發(fā)生誤差。即出現(xiàn)熱電偶校準(zhǔn)合格，使用中卻出現(xiàn)超差現(xiàn)象。

3 溫度系統(tǒng)的在線原位校準(zhǔn)

為了克服離線校準(zhǔn)的一些弊端，需引進(jìn)在線原位校準(zhǔn)。所謂在線原位校準(zhǔn)：即在現(xiàn)場實時工作狀態(tài)下進(jìn)行溫度系統(tǒng)校準(zhǔn)，利用現(xiàn)場加熱設(shè)備做熱源或經(jīng)權(quán)威計量部門校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)器在現(xiàn)場對溫度系統(tǒng)實施在線原位校準(zhǔn)。常見的在線原位校準(zhǔn)有下面三種方式。

⑴干體爐校準(zhǔn)，目前使用最頻繁的在線原位校準(zhǔn)的方式。干體爐一般為國外廠家生產(chǎn)的低溫、中低溫和高溫干體爐，性能指標(biāo)優(yōu)越，能滿足現(xiàn)場使用條件。特點：便攜，升降溫快速，可以對多數(shù)型號和類型的溫度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)人員在現(xiàn)場將溫度系統(tǒng)的溫度傳感器插入干體爐中，當(dāng)溫度到達(dá)校準(zhǔn)溫度并穩(wěn)定后，記錄溫度讀數(shù)就可以了。

⑵熱管恒溫槽，溫度范圍（50℃～300℃），溫場均勻度為0.06℃。針對航空專用的短型溫度傳感器校準(zhǔn)需要傳熱介質(zhì)熱容量大和便于攜帶的特點，本單位利用熱管技術(shù)，研發(fā)了熱管恒溫槽。其原理是把一定數(shù)量的液態(tài)工質(zhì)密封在金屬腔體內(nèi)，在腔體下端將工質(zhì)加工至蒸發(fā)，攜帶熱量的工質(zhì)蒸汽流向腔體上端，在熱量傳遞給金屬腔壁向外散發(fā)的同時，工質(zhì)蒸汽冷凝液體，在重力的作用下又流回加熱端，再被加熱變成蒸汽，周而復(fù)始地自動運行。熱管恒溫槽校準(zhǔn)技術(shù)解決了航空環(huán)控、燃油等專業(yè)試驗臺的溫度系統(tǒng)現(xiàn)場校準(zhǔn)，還可運用于航空各機(jī)載設(shè)備以及特種行業(yè)中溫度系統(tǒng)的在線校準(zhǔn)。

⑶便攜式在線校準(zhǔn)儀和帶有校準(zhǔn)孔的熱電偶，主要針對熱處理爐的溫度系統(tǒng)。GJB509B熱處理工藝質(zhì)量控制要求：溫度系統(tǒng)校驗應(yīng)在爐子處于穩(wěn)定狀態(tài)下，與被校傳感器的測量端的距離必需小于76mm。為此，適應(yīng)熱處理工藝質(zhì)量要求，對此溫度系統(tǒng)在線原位校準(zhǔn)不能使用常用的方式，需用便攜式在線校準(zhǔn)儀和帶有校準(zhǔn)孔的熱電偶。便攜式在線校準(zhǔn)儀組成：高精度的Ⅰ級N型或K型傳感器、高精度補(bǔ)償導(dǎo)線和0.2級以上的高精度便攜式數(shù)顯儀表。帶有校準(zhǔn)孔的熱電偶，這種傳感器可用于對爐溫的控制和記錄，又可在需要進(jìn)行溫度系統(tǒng)校準(zhǔn)時，提供校準(zhǔn)孔。兩者配合使用，可以隨時監(jiān)控溫度變化情況，又能適應(yīng)和滿足各種溫度系統(tǒng)的準(zhǔn)確度要求，十分方便實用。

4 結(jié)束語

為了提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能降耗，企業(yè)對溫度系統(tǒng)的準(zhǔn)確度要求越來越高?，F(xiàn)存的分立元件校準(zhǔn)方式遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)與科研需要，對溫度系統(tǒng)必需在線原位校準(zhǔn)。采用本文提到的方式，可以正確校準(zhǔn)目前大多數(shù)溫度系統(tǒng)。