Ποια είναι η σωστή μέθοδος μέτρησης για τη βαθμονόμηση θερμοστοιχείων;

Η ρύθμιση βαθμονόμησης θερμοστοιχείων απαιτεί τα ακροδέκτες αναφοράς του τυπικού θερμοστοιχείου και το δοκιμασμένο θερμοστοιχείο να εισαχθούν στο {0}} βαθμό κατά τη διάρκεια της βαθμονόμησης. Για τα πολύτιμα μέταλλα θερμοστοιχεία (S, R, B Scale Scales) που χρησιμοποιούνται σε εργασίες βαθμονόμησης, τα καλώδια των δοκιμασμένων θερμοστοιχείων είναι μαλακά και εύκολο να καλωδιθούν. Ωστόσο, για τα μεταλλικά θερμοστοιχεία χαμηλού κόστους που χρησιμοποιούνται σε εργασίες βαθμονόμησης, λόγω της σχετικά μεγάλης διαμέτρου των περισσότερων θερμοστοιχείων, είναι δύσκολο να εισαχθεί άμεσα το άκρο αναφοράς σε 0 βαθμό. Ως εκ τούτου, τα καλώδια αντιστάθμισης χρησιμοποιούνται συχνά για την εισαγωγή του ελεύθερου άκρου του θερμοστοιχείου στο σημείο κατάψυξης και στη συνέχεια χρησιμοποιούνται καλώδια χαλκού για να το οδηγήσουν στο εύρος τάσης ενός ψηφιακού πολύμετρο υψηλής ακρίβειας για τη μέτρηση.

Η σωστή μέθοδος μέτρησης για τη διαδικασία βαθμονόμησης θερμοστοιχείων παρουσιάζεται στο σχήμα 1:

Εικόνα 1 Σωστή μέθοδος μέτρησης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας βαθμονόμησης θερμοστοιχείων

1. Κοινές λανθασμένες συνδέσεις αποζημίωσης καλωδίων

① Πιστεύεται ότι με καλώδια αντιστάθμισης, το σημείο κατάψυξης μπορεί να εξαλειφθεί, όπως φαίνεται στο σχήμα 2.

Εικόνα 2 Μέθοδος μέτρησης σφάλματος μη χρήσης του σημείου κατάψυξης κατά τη διάρκεια της διαδικασίας βαθμονόμησης θερμοστοιχείων

② Πιστεύεται ότι η σύνδεση των καλωδίων αντιστάθμισης είναι καλύτερη, όχι μόνο μεταξύ του θερμοστοιχείου και του σημείου κατάψυξης, αλλά και μεταξύ του σημείου κατάψυξης 0 και του ψηφιακού πολυμετρού υψηλής ακρίβειας, όπως φαίνεται στο σχήμα 3.

Κατά τον έλεγχο του θερμοστοιχείου στο σχήμα 3, χρησιμοποιήστε ένα καλώδιο αντιστάθμισης μεταξύ 0 και ο πίνακας ψηφιακής λειτουργίας

Παρακάτω είναι μια ανάλυση των σφαλμάτων που δημιουργούνται από αυτές τις δύο φόρμες καλωδίωσης (υποθέτοντας ότι δεν υπάρχουν σφάλματα αποζημίωσης στα καλώδια αντισταθμιστικής):

Όταν συνδέεται σωστά (βλ. Εικόνα 1), εάν ο τύπος θερμοστοιχείου είναι y και το καλώδιο αντισταθμισμού είναι yx, εφαρμόζοντας τον νόμο του ενδιάμεσου αγωγού, η τάση που γίνεται αποδεκτή από το ψηφιακό πολύμετρο υψηλής ακρίβειας μπορεί να ληφθεί ως:

Ez {{0}} ey (t1, t3)+eyx (t3, t 0) ​​= ey (t1, t0) {9}} formula 1

Η θερμοκρασία T1 στο άκρο εργασίας του θερμοστοιχείου είναι ακριβώς το θερμοηλεκτρικό δυναμικό σε σχέση με το βαθμό 0 και η ανάγνωση μπορεί να συγκριθεί άμεσα με την κλίμακα για να προσδιοριστεί εάν πληροί τις απαιτήσεις.

Για την κατάσταση στο Σχήμα 2, εφαρμόζοντας το νόμο του ενδιάμεσου αγωγού, η τάση που αποδεκτή από το ψηφιακό πολύμετρο υψηλής ακρίβειας είναι:

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

Σε σύγκριση με την εξίσωση (1), η θερμοκρασία του περιβάλλοντος εισόδου T2 του ηλεκτρικού οργάνου μέτρησης είναι ακριβώς διαφορετικό από το δυναμικό σε 0 βαθμό:

(T1, t 0) - EY (t1, t2)=ey (t2, t 0) --------------- formula 3

Εάν το αποτέλεσμα επαλήθευσης είναι χαμηλότερο από την πραγματική δυναμική τιμή του θερμοστοιχείου ανάλογα με την κατάσταση στο Σχήμα 2, η διαφορά είναι η δυνατότητα της θερμοκρασίας περιβάλλοντος του θερμοστοιχείου σε σχέση με το βαθμό 0.

Για την κατάσταση στο Σχήμα 3, εφαρμόζοντας το νόμο του ενδιάμεσου αγωγού, η τάση που αποδεικνύεται από το ψηφιακό πολύμετρο υψηλής ακρίβειας είναι:

Ez {{0}} ey (t1, t3)+eyx (t3, t 0) - eyx (t 0, t2) {9}} ey (t1, t 0)

Από τα αποτελέσματα των ωρών εργασίας, αν και προστέθηκε το σημείο κατάψυξης, το ψηφιακό πολύμετρο υψηλής ακρίβειας αντισταθμίστηκε αντίστροφα συνδέοντας ένα καλώδιο αντιστάθμισης από το σημείο κατάψυξης. Το τελικό αποτέλεσμα είναι το ίδιο με το σχήμα 2, όπου η μετρούμενη τιμή είναι χαμηλότερη από την πραγματική δυναμική τιμή του θερμοστοιχείου και η διαφορά εξακολουθεί να είναι το δυναμικό της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος του θερμοστοιχείου σε σχέση με το βαθμό 0.

2. Προτείνετε τη χρήση του θερμοστοιχείου αντί του καλωδίου

Στη βαθμονόμηση των θερμοστοιχείων, τα καλώδια αντισταθμιστικά χρησιμοποιούνται συχνά για τα καλώδια σύνδεσης των θερμοστοιχείων μετάλλων χαμηλού κόστους, αλλά η ακρίβεια των καλωδίων αντιστάθμισης του θερμοστοιχείου δεν είναι γενικά υψηλή. Σύμφωνα με τα σχετικά εθνικά πρότυπα, η ανοχή των αποζημιώσεων καλωδίων για θερμοστοιχεία βαθμού ακριβείας είναι ± 2,5 βαθμοί για S-Couples και ± 1,5 βαθμοί για K-Couples. Αυτό εισάγει υπερβολικό σφάλμα για τη βαθμονόμηση του θερμοστοιχείου και μπορεί να οδηγήσει σε μη εξειδικευμένα αποτελέσματα για ειδικευμένα θερμοστοιχεία.

Ο σκοπός της χρήσης των καλωδίων αντιστάθμισης θερμοστοιχείων στη βαθμονόμηση είναι η αντιστάθμιση της θερμοκρασίας T3 στον ακροδέκτη εξόδου θερμοστοιχείου στον απαιτούμενο T 0 (0 βαθμό) για βαθμονόμηση (όπως φαίνεται στο σχήμα 1). Σύμφωνα με την πρακτική, για τη βαθμονόμηση των μεταλλικών θερμοστοιχείων χαμηλού κόστους, χρησιμοποιείται μια σύνδεση θερμοκλέπης 5mm 5mm. Τα θερμοστοιχεία βαθμού Ι, ως καλώδια αντιστάθμισης, πρέπει να υποβληθούν σε βαθμονόμηση και να εισαγάγουν τιμές διόρθωσης, διαφορετικά θα εισαγάγουν σφάλματα (0. 4-1. Για τη βαθμονόμηση των πολύτιμων μεταλλικών θερμοστοιχείων (ειδικά των θερμοστοιχείων τύπου S και R με μήκος {{1 0}} mm, που δεν μπορεί να τοποθετηθεί άμεσα στο στάδιο της ακτινοβολίας του πρώτου επιπέδου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το ± 1 degrets που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το ± 1 degrets που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το ± 1 βαθμό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για το ± 1 degrets ± 1 degrets. Συνδέστε τα καλώδια θερμοστοιχείων στους θετικούς και αρνητικούς πόλους του δοκιμασμένου θερμοστοιχείου και το αποτέλεσμα είναι πολύ ιδανικό. Η χρήση καλωδίων θερμοστοιχείων για την επαλήθευση των πολύτιμων μεταλλικών θερμοστοιχείων είναι πράγματι ιδανική, αλλά το κόστος δεν είναι χαμηλό. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν αντίστοιχα καλώδια αντιστάθμισης, αλλά πρέπει να βαθμονομηθούν και να χρησιμοποιηθούν μόνο μετά τη διόρθωση έχει πρακτική σημασία.

Θεωρητικά, σύμφωνα με τον ομοιογενή νόμο των θερμοστοιχείων, το θερμοηλεκτρικό δυναμικό ενός ομοιογενούς αγωγού σχετίζεται μόνο με τη θερμοκρασία στη διασταύρωση των δύο άκρων και είναι ανεξάρτητη από την κατανομή της θερμοκρασίας κατά μήκος του καυτού ηλεκτροδίου. Έτσι, το θερμοστοιχείο συνδέεται απευθείας με ένα σύρμα θερμοστοιχείων και τα δύο ηλεκτρόδια του θερμοστοιχείου εκτείνονται απευθείας από το σύρμα θερμοστοιχείων στο σημείο κατάψυξης, χωρίς να λαμβάνονται υπόψη η ενδιάμεση θερμοκρασία Τ3 (βλ. Εικόνα 1).

Χρησιμοποιώντας τα καλώδια αντιστάθμισης για σύνδεση, απαιτείται η θερμοκρασία των δύο άκρων σύνδεσης του θερμοστοιχείου να είναι συνεπής στο Τ3. Ωστόσο, στην πραγματική επαλήθευση, το ελεύθερο άκρο του θερμοστοιχείου βρίσκεται στο τέλος του κλιβάνου επαλήθευσης και η θερμοκρασία στο τέλος είναι πολύ υψηλή. Η επίδραση της ακτινοβολίας και της μεταφοράς μεταφοράς θερμότητας στη γύρω περιοχή είναι σημαντική, καθιστώντας δύσκολη την επίτευξη σταθερής θερμοκρασίας στο ελεύθερο άκρο του επαληθευμένου θερμοστοιχείου. Έτσι, στη διαδικασία επαλήθευσης, το σφάλμα που προκαλείται από ασυνεπή θερμοκρασία στα άκρα ενσωματώνεται στα αποτελέσματα επαλήθευσης του θερμοστοιχείου. Με τη σύνδεση με καλώδια θερμοστοιχείων, ακόμη και αν η θερμοκρασία στο ελεύθερο άκρο του θερμοστοιχείου δεν είναι συνεπής, δεν επηρεάζει τα αποτελέσματα βαθμονόμησης.

3. Επιλογή και χρήση καλωδίων χαλκού

Εισαγάγετε το ελεύθερο άκρο του θερμοστοιχείου στο σημείο κατάψυξης και συνδέστε το στο άκρο μέτρησης του ψηφιακού πολύμετρο υψηλής ακρίβειας χρησιμοποιώντας καλώδια χαλκού από το σημείο κατάψυξης. Ορισμένοι κανονισμοί βαθμονόμησης θερμοστοιχείων έχουν τέτοιες διατάξεις, ενώ άλλοι δεν το κάνουν. Σύμφωνα με τους κανονισμούς επαλήθευσης των "χαμηλού κόστους μεταλλικών θερμοστοιχείων για εργασία", απαιτείται ρητά ότι τα καλώδια μολύβδου του άκρου αναφοράς του θερμοστοιχείου θα πρέπει να συνδέονται χρησιμοποιώντας καλώδια χαλκού του ίδιου υλικού και η επαφή θα πρέπει να είναι καλή. Αν και οι κανονισμοί επαλήθευσης για "πολύτιμα μέταλλα θερμοστοιχεία για εργασία" ορίζουν στο σχηματικό διάγραμμα της αρχής επαλήθευσης ότι το άκρο αναφοράς του θερμοστοιχείου πρέπει να συνδεθεί με τον διακόπτη μετατροπής (κατευθυντικός διακόπτης), δεν καθορίζουν ποιο τύπο καλωδίου μολύβδου που θα χρησιμοποιηθεί. Ως εκ τούτου, κάποιο προσωπικό έχει προσθέσει περιττές λεπτομέρειες και χρησιμοποιημένα καλώδια αντιστάθμισης (τα προκληθέντα σφάλματα έχουν αναλυθεί παραπάνω).

Οι απαιτήσεις για τα καλώδια μολύβδου του ακροδέκτη αναφοράς θερμοστοιχείων είναι αρκετά αυστηρές. Τα καλώδια που συνδέονται με τους δύο πόλους του θερμοστοιχείου πρέπει να κοπούν σε δύο τμήματα χρησιμοποιώντας το ίδιο καλώδιο χαλκού και να συνδέονται με τους ακροδέκτες αναφοράς των δύο πόλων του θερμοστοιχείου αντίστοιχα (η αντίσταση του καλωδίου χαλκού σε 2 {{1} βαθμός πρέπει να είναι μικρότερη από 0,01724 μ Ω · m). Επειδή δεν είναι το ίδιο σύρμα χαλκού, αν και η αντίσταση τους ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις, υπάρχουν επίσης διαφορές μεταξύ τους. Επομένως, το ζεύγος που αποτελείται από δύο καλώδια χαλκού θα παράγει επιπλέον θερμοηλεκτρικό δυναμικό στο κύκλωμα θερμοστοιχείων υπό την επίδραση της διαφοράς θερμοκρασίας. Το μέγεθος αυτής της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης σχετίζεται με τη διαφορά στο υλικό μεταξύ των δύο καλωδίων χαλκού και της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ των δύο άκρων των καλωδίων χαλκού, τα οποία θα εισάγουν ορισμένα σφάλματα στο θερμοστοιχείο που δοκιμάζονται.

Επιπλέον, η σύνδεση μεταξύ του καλωδίου χαλκού και του ακροδέκτη αναφοράς του ηλεκτροδίου θερμοστοιχείου πρέπει να έχει καλή επαφή. Έχει αποδειχθεί ότι η μέθοδος χρήσης ενός στόματος ψαριών για σφιγκτήρα εξακολουθεί να υιοθετείται ευρέως από πολλά προσωπικό βαθμονόμησης. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος θα εισαγάγει ένα σφάλμα {0}}.