热电偶测温仪校准方法探讨

  仪器网 ·  2012-07-18 10:29  ·  16958 次点击
热电偶测温仪大都带有冷端补偿系统,我们采用“直接寻找补偿值”方法来消除补偿导线引起的误差。以性能稳定的直流电压发生器或热电偶温度校验仪作为源,以高精度数字多用表作为主标准器进行监测,从而对高精度热电偶测温仪进行校准。同时,对冷端补偿进行单独的计量,更加准确地校准高精度热电偶测温仪。
一、校准方案
1.校准原理和典型线路图
性能稳定的直流电压发生器或热电偶温度校验仪通过数字按键,输入热电偶测温仪所需校准温度点热电势。该模拟热电势值由高精度数字多用表作为主标准器进行监测,以调节热电偶温度校验仪输出热电势;此时被校高精度热电偶测温仪再通过放大、滤波、A/D转换采样(或在A/D芯片进行放大、滤波和A/D转换采样)获取信号的数字信息,最后通过单片机(或嵌入式系统)将采集所得数字信息通过软件计算成对应的温度值。同时,冷端测量电路自动测量的冷端温度通过补偿导线在测量端与冰点端的温差所产生的补偿热电势进行补偿。
2.冷端补偿
(1)冷端补偿必要性
由于冷端补偿法的使用点多面广,与热电偶配用的温度二次仪表大都带有冷端补偿系统,对这类仪表的检测是温度二次仪表检测的一个重要部分。参照JJG617-1996《数字温度指示调节仪》检定规程的规定,对与热电偶配用的数字温度二次仪表的基本误差的检测,采用的方法是将被检仪表连接补偿导线插入冰点器,再用铜导线与信号源连接,输入直流电压信号来测量仪表的误差。考虑到以下几个方面:补偿导线尽管有20℃时的修正值,其修正值本身的扩展不确定度U=0.3℃(k=2);由于材料氧化、弯折而引起应力变化等会带来性能的渐变及热电偶的不稳定;温度差异带来的修正值的差异,冷端温度并不一定是20℃,而修正值一律采用20℃时的修正数据,存在一定误差。采用直接寻找补偿值,来消除补偿导线引入的误差。
(2)冷端补偿方式
为了减少补偿导线所带来的误差,尝试采用能在20℃附近调温的恒温槽来代替冰点器,该恒温槽温度设定偏差要求不高,均匀性必须保证不大于0.10℃。将恒温槽的温度设定为T0=20℃,补偿导线一端短接插入恒温槽,另一端直接接入被检仪表(高精度数字多用表仪表)。如被检仪表有零位校正功能则先校正零位。待被检仪表冷端恒定后,测量此时的电势值Δe,按式(1)将其换算成温度值ΔT:
式中:——热电偶在20℃时的微分电势值。
将恒温槽温度调整为T1,待槽温恒定后,再测电势值Δe,重复以上步骤,直到ΔT尽可能接近零,即恒温槽的温度与被检仪表的冷端温度一致(一般取ΔT

0 条回复

暂无讨论,说说你的看法吧!

 回复

你需要  登录  或  注册  后参与讨论!