实验三热电偶校验

实验三热电偶校验

一、实验目的及要求

1.掌握热电偶的构造和工作原理；

2.了解热电偶校验的意义；

3.掌握热电偶校验的具体方法和操作；

4.了解热电偶冷端温度补偿的重要性。

二、实验原理

热电偶是热电偶温度计的测温元件。它是由两种不同材料的导体A和B焊接在一起构成，如图2-1所

示,热电偶利用热电效应来测定温度，具体测温原理参考第一节概述及主教材。热电偶按结构形式不同可

分为普通型、铠装型、表面型和快速型四种。其中普通型热电偶主要由热电极、绝缘管、保护套管和接线

盒等构成，如图2-2所示。

由于热电偶在使用过程中因工作端易受氧化、腐蚀、污染和在高温下热电偶材料将再结晶等而使热电

特性发生变化，以致造成测量误差越来越大。为使测量温度的准确性，必须定期对热电偶进行校验，以测

出其热电性能变化的情况。另外，热电偶在使用之前，必须进行校验，以确定热电偶是否符合技术要求，

从面保证测温的可靠性。

热电偶校验是一项正规而重要的工作，根据国家规定的技术条件，按照工作用廉金属热电偶检定规程

JJG351-1996,我国部分标准型热电偶校验按表2-1进行。

表2-1部分标准型热电偶校验温度及允许误差

热电偶名称分度号校验点温度（℃）等级温度范围（℃）误差限

<600±3.0

钳钱10-fflS600,800,1000,1200II

>600±0.5%t

<400±3.0

银铭-锦硅K400,600,800,1000II

>400±0.75%t

银格-康铜E(100),200,400,600II-40〜900±2.5或±0.75%l

注：t为热电偶热端温度；（）内检定点根据用户选择。

常用的热电偶检定方法是比较法。所谓比较法是将被校热电偶与比它高一级的标准热电偶直接比较进

行分度的方法。此法一次可同时鉴定几支热电偶。具体方法：把被检定的热电偶和标准热电偶的测量端捆

扎在一起，放在管式电路中高温恒温区内，以标准热电偶测量温度值为真实温度和被校热电偶热测温值进

行比较，得到被校热电偶在该点的测量误差，为了提高校验的可先靠性，必须在温度稳定后才能校验。在

比较法中常用双极法，同名极法却微差法这三种方法：

①双极法

标准热电偶和被校热电偶直接进行比较的方法，可以是不同型号的热电偶在同一炉场内校睑。

②同名极法

同名极法也称单极法，是指将标准热电偶和被校热电偶捆扎后(必须同型号)放入炉内，测取标准与

被校热电偶的同名极(正与正，负与负)间微差热电势。

③微差法

微差法是指将标准热电偶和被校热电偶反向串接后(必须同型号)放入炉内，直接测取期间热电势差

值,

本实验采用双极法进行校验锲铭-银硅热电偶。为避免被校热电偶对标准箱钱10•伯热电偶产生有害影

响，应先将标准热电偶套上石英管，然后用锲铭丝将被检热电偶和标准热电偶石英套管的工作端捆扎在一

起，插进管式炉内的恒温场，炉口用石棉封严，并选择合适的冷端温度补偿方式。本实验采用个参考端

温度传感器，进行参考端处理。该系统提供了三种可选择的参考端处理方法：

①标准偶与被检偶均置于冰点槽中

在线路连接时，应保证标准与被检的参考端均置于符合要求的冰点器中。

②标准偶与被检偶均使用传感器补偿

冷端测量传感器应靠近被检、标准参考端的接线点放置，实现对参考端的精确补偿。

③标准偶置于冰点槽中，被检偶使用传感器补偿

标准偶的参考端置于冰点器中，冷端测量传感器与被检的参考端在同一温场稳定的环境中，检定只对

被检的结果进行补偿。

热电偶的校验是用标准热电偶与被校热电偶比较的方法进行，因此，母一校验点温度的读数不得少于

四次，并分别读取标准热电偶与被校热电偶的电势读数平均值，以计算被校热电偶在校验点的误差限。如

果校验多支热电偶，则按顺序进行读数，即标一校I—校2-校3—校n—校3—校2-校L标。

三、实验数据处理

在实际生产中，冷端温度往往不是0℃,而是某一温度“这就引起测量误差。因此，必须对冷端温

度进行修正。本实验中冷端温度补偿即采用冷端温度修正的方法，具体如下。

^(r,0)=e(r,z1)+e(r1,0)(2-1-1)

式中：。(7,0)—实际温度［下的热电势(mv);

一热电偶测得的热电势(mv)；

e(4,0)—冷端为()℃时的热电偶的热电势(mv),可由K型分度表查的。

在热电偶校验时，检测温度t也不一定等于实际温度，也要考虑实际温度与检定点温度之间的修正。

e(f,0)=+检0)(2-1-2)

式中：检)一实际温度t与检定点温度之间修正的热电势(mv);

《心/)—被检热电偶测得的热电势(mv)。

误差△/二生(2-2-3)

其中0)—6分被(2-2-4)

式中：e分被一检定点温度下被检热电偶的热电势可由被检热电偶分度表查的。

S被一检定点温度下被检热电偶的微分热电势（mv）。

热电势误差Ae也可由下式计算

被+-S被-e分（2-2-5）

S标

式中：工被一被检热电偶在检定点温度附近测得的热电势的算术平均值（mv）；

工标一标准热电偶在检定点温度附近测得的热电势的算术平均值（mv）；

e标一检定点温度下标准热电偶的热电势（mv）,可由标准热电偶分度表查的;

S标一检定点温度下标准热电偶的微分热电势（mv）。

四、实验装置

（一）实验所需仪器、设备

计算机；打印机；数字万用表；通讯卡板；低电势扫描器/控制器；ZRJ检定系统综合接线台；KRJ

热电偶检定炉；二等标准伯钱io-钳热电偶；被检热电偶。

（二）实验装置流程示意图

图2-1实验装置流程示意图

1•打印机;2-计算机；3-通讯卡板：4•数字万用表;5-低电势扫描器/控制器；6-ZRJ检定系统综合接

线台；7-KRJ热电偶检定炉；8-标准钳错io-钳热电偶及被检热电偶

五、实验内容及步骤

（一）实验内容

1.观察热电偶的结构及测量端的形状、特征。

2.了解ZRJ-03智能化热电偶鉴定程序。

3.按照实验装置流程图接线，装炉。

4.进行热电偶的校验，数据记录和处理。

（二）实验步骤

1.将标准热电偶套上石英管，然言用锲格丝将被检热电偶和标准热电偶石英套管的工作端捆扎在一起，最

多可接6支被检热电偶，插进管式;炉内的恒温场，测量端放置在炉内中部位置.，炉口用石棉封严。

2.按照实验装置流程图连接好各个装置仪器，接线台与标准、被检偶接线按图2-2所示。接线完成后，指

标准123456

•••・•••

导教师检查无误后进行下一步。

图2-2检定工作用热电偶、标准热电偶与接线台接线

3.打开ZRJ-03智能化热电偶检定程序，在初次使用时，在设置菜单“系统配置''菜单打开”系统参数配置对

话框”中的“各分度配置参数”，进行设置各分度热电偶的标准器、检定炉、参考端处理方式及其它选项，如

图2-3所示。

图2-3各分度配置参数

进入检定程序后，选择检定工作用热电偶，选择要检定的分度号，级别等信息，如图2-4所示。

图2-4功能选择对话框

4.点击“确定”进入“检定点选择对话框“，在该对话框中，设定检定的温度点，最多可设8个温度点，如图

2-5所示°

图2-5检定点选择对话框

5.点击“确定”进入“被检偶信息设置对话框“，在该对话框中，选择被检的支数及其相应的被检信息，如图

2-6所示。

图2-6被检信息对话框

6.点击“确定”进入程序主界面，如图2-7所示。点击工具栏中按钮»或执行菜单“启动一》启动“命令,

程序进入自动运行状态，控温，升温，扫描测量，数据计算均无须人工干预。

图2-7热电偶程序主界面

7.在检定过程中，可以查看主界面（仪表盘界面）如图2-7所示，可以查看曲线及功率界面如图2-8所示,

还可以查看已经鉴定过的数据、结果。

图2-8热电偶曲线及功率界面

8.在检定结束以后，程序自动生成记录表如图2-9所示，证书如图2-10所示，然后打印。

图2-9热电偶检定记录表

图2-10程序生成的热电偶检定证书

9.对于报表可以在设置菜单“报表设置”菜单进行设置。打开对话框前，程序默认启用口令保护功能，需输

入口令醐入口令：H=11®,对记录表、证书设定合适的格式，还可以制作

“自定义检定证书模板”或修改Excel导出模板。

①检定单位信息：设置检定单位的基本信息，如图2-11所示。

图2-11检定单位信息设置

②证书设置：设置证书格式及臼定义证书的选择，如图2-12所示。

图2-12证书设置

③证书选项：设置证书显示的具体内容，如图2-13所示。

图2-13证书选项

④被检信息标题：设置被检信息的标题，具体体现在“被检偶信息设置对话框“，如图2-14所示。

图2-14被检信息标题设置

被检信息标题设置

说明：本标题设置将体现在：被检信息框、记录表、洽定证书

被检信息］但器驾_____________________________

被检信息2编

被检信息3:赵复冬—

被检信息4委托单住

被检信息5委托单所地址

被检信息6委托单售电话

10.实验结束，原始实验数据表格经指导教师检查合格签字后，关闭检定炉、扫描仪、数字万用表等硬件

电源，拆除接线，将实验装置恢复原样，离开实验室。

六、实验数据记录与处理

（一）原始数据记录

表2-2原始数据记录参考表

热电偶校验

实验日期：_____年一月—日指导教师：_____________

同组成员：___________________________________________