孫滿成

(陜西航空電氣有限責(zé)任公司，陜西 興平 713107)

1 概述

根據(jù)JJG141—2013《工作用貴金屬熱電偶檢定規(guī)程》要求，檢定方法有雙極比較法和同名極比較法，根據(jù)單位的情況采用雙極比較法。其檢定原理圖應(yīng)按照?qǐng)D1所示進(jìn)行。規(guī)程要求檢定時(shí)檢定標(biāo)準(zhǔn)與所有被檢熱電偶的參考端應(yīng)全部直接插入1個(gè)0℃的冰點(diǎn)槽里，這樣經(jīng)過轉(zhuǎn)換開關(guān)，由低電勢(shì)直流電位差計(jì)或其他等精度電測(cè)儀器測(cè)得的熱電勢(shì)值為E(t0)，即檢定爐的爐溫t，相對(duì)于0℃的熱電勢(shì)值，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)熱電偶誤差修正后，就可以從熱電偶分度表中直接查得熱電偶所測(cè)實(shí)際溫度，或計(jì)算出被檢熱電偶的誤差值。

2 熱電偶的檢定方法及所用標(biāo)準(zhǔn)裝置

通常熱電偶的檢定方法有雙極比較法、同名極比較法，一般使用的是同名極比較法，其檢定原理如圖1所示。

圖1 雙極比較法檢定原理示意圖

熱電偶在檢定前先清洗、退火、然后捆扎入爐。檢定在鋅(419.527℃)、鋁(660.323℃)、銅(1 084.62℃)3個(gè)固定點(diǎn)進(jìn)行，開始測(cè)量時(shí)，其測(cè)量順序?yàn)橛傻蜏氐礁邷刂瘘c(diǎn)檢定，檢定爐爐溫偏離檢定點(diǎn)溫度不得超過±5℃，當(dāng)爐溫升到設(shè)定檢定點(diǎn)后觀測(cè)到爐溫變化小于0.1℃/min(S型、R型熱電偶)時(shí)，開始測(cè)量，其測(cè)量順序?yàn)椋?/p>

測(cè)量時(shí)每只熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)測(cè)量次數(shù)不少于4次，整個(gè)測(cè)量過程爐內(nèi)溫度變化低于0.5℃。測(cè)量讀數(shù)保留到小數(shù)點(diǎn)后4位(0.1 μv)。由于檢定點(diǎn)是在鋅、鋁、銅3個(gè)固定點(diǎn)進(jìn)行的，合格的熱電偶在鑒定證書中還須給出300℃～1 300℃各整百度上的熱電勢(shì)值。計(jì)算式為：

et=e1φ1(t)+e2φ2(t)+e3φ3(t)

式中：et溫度t時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)值，e1、e2、e3被檢定的熱電偶在3個(gè)固定點(diǎn)t1、t2、t3時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì)值，φ1(t)，φ2(t)，φ3(t)，分別為t1，t2，t3溫度下的影響函數(shù)：

3 誤差來源、產(chǎn)生原因及計(jì)算分析

誤差來源主要以人、機(jī)、料、法、環(huán)5個(gè)方面分析。

1)一等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電阻的不確定度評(píng)定為0.6℃，正態(tài)分布，取k=2.58。則：

3)測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3。對(duì)分度號(hào)為S、編號(hào)為47-1S-11的熱電偶在短時(shí)間內(nèi)測(cè)量8次，在銅點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)如下：

10.567 9，10.567 6，10.567 5，10.566 8，10.566 5，10.566 3，10.566 6，10.656 9

實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差Sn=0.049℃，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4 被檢熱電偶總不確定度計(jì)算

1)總不確定度由以上8項(xiàng)不確定度合成，上述8項(xiàng)不確定度彼此獨(dú)立，因此合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc:

2)拓展不確定度U=KUC=0.78℃(k取2)

被檢熱電偶在使用溫度上限允許基本誤差=1 600℃×0.25%=4.0℃

5 結(jié)語

鉑銠10——鉑熱電偶檢定裝置的總不確定度為0.78℃，小于被檢熱電偶的允許基本誤差4.0℃，達(dá)到了計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備不確定度為被校準(zhǔn)檢測(cè)設(shè)備不確定度的1/3～1/10點(diǎn)要求，滿足熱電偶檢定要求。從以上分析中可知，由于在熱電偶檢定中采取了許多消除或避免誤差產(chǎn)生的措施，使得被檢熱電偶的總不確定度為最低限度。因此，在檢定工作中，要嚴(yán)格遵守檢定規(guī)程，不斷學(xué)習(xí)，要從人員、裝置、方法、環(huán)境及被檢熱電偶特性等多方面做些更細(xì)致的工作，使測(cè)量不確定度減小到最低限度，以保證熱電偶的傳遞精度。為企業(yè)更好更快持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。