热电偶、热电阻自动检定系统
一种新型的热电偶_热电阻自动检定系统_李志斌
技术创新传感器与仪器仪表您的论文得到两院院士关注１引言热电偶、热电阻作为温度传感器从１９世纪发展至今已被广泛应用于石油、化工、水利、航天、电力、核电等众多行业领域。
高效、准确、可靠已经越来越成为热电偶、热电阻检定工作的发展趋势和需要。
由于传统的检定系统采用静态标定形式，控温及数据采集处理均需要人工参与完成，存在着标定时间长，劳动强度高、计算重复繁琐、效率低、容易出错等缺点。
因而，当前热电偶、热电阻的检定工作基本上都采用了自动检定系统，整个检定过程基本上不需要人工干预。
根据检定规程，目前的自动检定系统普遍采用了高温检定炉和油槽作为热电偶、热电阻进行检定的恒温设备，但这两种设备体积较大，具有较大的热惯性，因此对控温要求精度较高，一旦超调，温度很难降下来，特别是油槽的降温速率非常慢。
所以，自动检定系统从升温、恒温、再到完成数据采集处理完成一个检定点的时间至少在半个小时以上，而且为了节约时间，总是选择从低温点到高温点进行检定。
干体炉具有控温精度高、体积小，热惯性小的特点，温升、温降的速率较快，从升温到恒温到数据采集处理时间非常短，而且高档的干体炉带制冷功能，降温非常快，因此采用干体炉作为恒温设备非常方便和快捷。
当前能够同时完成对热电偶、热电阻检定的检定系统还很少见，即使有功能也较为简单，不能满足实际的各种不同型号热电偶、热电阻混合检定的需求。
１笔者从温度计量的实际出发，研制开发出一种基于ＡＭＥ－ＴＥＫ的ＪＯＦＲＡＡＴＣ系列干体炉的热电偶、热电阻自动检定系统，高精度硬件的组成和强大的软件配合保证了检测结果的准确性。
利用该系统进行检定，只要装好炉，接好线，在软件中设定有关参数后，系统根据要求自动实现升温、恒温、检定误差计算、数据存储等工作，是各计量部门、科研单位及相关行业内生产企业实现计量检定和产品检验自动化的理想设备。
２系统组成及工作原理２．１系统硬件组成热电偶、热电阻自动检定系统的硬件主要由三大模块组成，如图１所示。
热电偶热电阻检定系统建标报告
计量标准技术报告
计量标准名称二等铂铑10-铂热电偶标准装置计量标准负责人
建标单位名称(公章)
填写日期
目录
一、建立计量标准的目的……………………………………………（）
二、计量标准的工作原理及其组成…………………………………（）
三、计量标准器及主要的配套设备…………………………………（）
四、计量标准的主要技术指标………………………………………（）
五、环境条件…………………………………………………………（）
六、计量标准的量值溯源和传递框图………………………………（）
七、计量标准的测量重复性试验……………………………………（）
八、计量标准的稳定性考核…………………………………………（）
九、检定或校准结果的测量不确定度评定…………………………（）
十、检定或校准结果的验证…………………………………………（）十一、结论……………………………………………………………（）十二、附加说明………………………………………………………（）
低温恒温槽。
KY3000说明书
KY3000温度自动检定系统使用手册北京凯航伟业科技有限公司KY3000温度自动检定系统使用手册第一章简介KY3000温度自动检定系统是由计算机、打印机、高精度数字万用表、 KY3000型低电势扫描器/控制器、信号源(选购件)、GP-IB(IEEE-488) 接口等组成的自动测试、控制系统，是集计算机技术、微电测技术和自动测试技术于一体的新型智能化计量标准装置，用于自动检定各种工作用热电偶、热电阻,配以适当的软件可以辅助检定温度二次仪表、膨胀式温度计。
此外，我公司还专门为本系统设计了S型标准热电偶检定软件（需另购）。
检定程序及结果均符合国家有关现行计量检定规程。
系统具有设计先进、结构合理、软件功能齐全、操作方便、界面美观大方、量值传递准确可靠、抗干扰能力强、组态灵活等一系列突出特点。
系统中的检定软件及核心硬件均由我公司独立开发。
一二三.系统特点1.KY3000低电势扫描器/控制器特点KY3000低电势扫描器/控制器的主要功能是提供符合检定规程要求的，可程控的低电势多通道开关、恒温设备（检定炉、油槽）温度控制通道以及参考端温度测量通道。
⏹扫描器部分特点●机电一体化结构。
既继承了传统低电势开关的各种优点，又很好地实现了程控、遥控功能。
●寄生电势小。
优良的开关性能, 开关基片采用大面积敷银材料,寄生热电势长期保证不超过±0.2μV。
●开关接触电阻小且一致性好。
●高可靠性，长期使用不必更换。
●专用低电势接线端子。
●兼容热电偶与热电阻的接线。
四线制电阻测量法彻底消除外接引线电阻。
⏹控制器部分特点●自带执行机构。
使用具有光电隔离功能的大功率固态继电器（SSR），控制热电偶检定炉（或恒温油槽），体积小、重量轻、发热量小、结构简单，从而使其工作可靠性大大提高。
●高精度交流过零触发,无高次谐波干扰,功率输出相对分辨率优于1/1024，为精密温度控制提供了必要的基础条件。
●完善的供电回路保护措施。
⏹参考端温度测量部分特点●检定廉金属热电偶(如K、 N、 J、 E等分度号)时,允许选择”参考端温度补偿”功能,提供三种可选择的参考端处理方法。
上海谷田自动化仪表 热电偶 热电阻 一体化温度变送器 说明书
概述General是一家专业制造温度传感器和变送器的工厂，是中国工业温度检测仪表的主要供应商之一，我们拥有完整的机械加工和电子产品生产设备，它已经成为了工业温度测量领域的领跑者之一。
我们的温度仪表精度高，可靠性好且价格经济，同时我们根据客户的需要提供非标准件产品的定制服务和所有需要的附件。
我们设立了I级检定标准的温度校验室，拥有行业内最高端的检测设备，且通过了国家计量院和上海计量院权威部门的检定认证。
在上海工厂成立了自己的研发中心，与高校、科研所建立了技术合作伙伴关系，聘请多位著名专家指导监督生产，针对任何特殊的测量需要，各种机械结构的传感器、热套管、外壳能够确保仪表即使在恶劣的环境中（如防爆场合、化工厂、发电厂）也能保持最好的性能，从单个的测量点到数百个乃至1000个测量点的大型工厂，都能为客户提供最快速，最优化的解决方案，将用我们在这一领域的丰富经验为您提供最优质的服务。
GTAM始终做品质最好，为客户提供最高质量水准的国际级产品。
GTAM is a company specializing in producing temperature sensors and transmitters and one of the important suppliers of China industrial temperature instruments. With the complete equipment of machining and electronics production, the company has become one of the leaders in the realm of industrial temperature measurement. The company’s temperature measuring instruments are precise, reliable and economical. Moreover, the company can provide ordering service of nonstandard products and all necessary accessories according to different demand of users. .The company established a temperature calibration laboratory of grade I calibration standard and has the most high-end measuring equipment in this line, which has passed the calibration certification of such authorities as National Measurement Institute and Shanghai Measurement Institute.We have set up the temperature check office of Class I inspection standard and possesses top detection equipment among the trade and have passed the inspection and attestation of the authorities like National Measurement Institute and Shanghai Measurement Institute.The company set up a R&D Center in Shanghai, established technical cooperative partnership with universities and research institutes and invited many famous experts to direct and supervise production. Aimed at special measurement requirements, the sensors, thermal sleeves and casings of various machineries are provided to ensure instruments keep the top performance even in severe environment (such as the environment of anti-explosion requirement, chemical plants and generating plants). The company can provide fast and optimized solution for the factories that have single measuring point or hundreds of even thousands of measuring points. The company will provide you with the high-quality service by the rich experience in this line.GATM always manufacture the best products and provide users with international -level products of top quality.GTAM Expert™装配式热电偶Assembly Thermocouple工业用装配式热电偶作为测量温度的传感器，通常和显示仪表、记录仪表、调节器、PLC和DCS系统配套使用。
热电偶、热电阻自动检定系统
热电偶、热电阻自动检定系统产品名称：热电偶、热电阻自动检定系统热电偶热电阻自动检定系统主要用于工作用热电偶、工业热电阻、玻璃液体温度计、双金属温度计、压力式温度计等温度传感器的自动检定/校准。
系统由计算机控制多通道低电势扫描器、数字万用表、热电偶检定炉、恒温油（水）槽等设备，实现热电偶、热电阻检定/校准的控温、数据采集、数据处理、报表生成与打印、以及数据存储的完全自动化。
系统功能与技术指标完全符合JJF1098-2003《热电偶、热电阻自动测量系统校准规范》要求。
一、检定项目自动检定S、R、B、K、N、J、E、T、EA-2、短型S、短型R等分度号工作热电偶。
自动检定Pt10、Pt100、Cu50、Cu100、Pt-X、Cu-X热电阻，包括两线制、三线制和四线制热电阻。
自动检定玻璃液体温度计、双金属温度计、压力式温度计等，自动进行数据处理，生成记录表格二、系统技术指标多通道扫描开关寄生电势：≤0.2μＶ通道间数据采集差值：≤1μＶ 2mΩ测量重复性：≤1.5μＶ 6mΩ热电偶检定炉恒温性能：恒温≤0.5℃/6min 测量≤0.1℃/min恒温油、水槽恒温性能：恒温≤0.04℃/10min 测量≤0.02℃/min热电偶参考端补偿范围： 0℃-50℃分辨率0.1℃五、系统软硬件特点◆检定装置软、硬件操作自动化设计：系统除捆扎、装炉(槽)、接线、参数设定外，其它工作（如查线、控温、检定、数据保存等）均由系统自动完成。
◆标准化、模块化的设计：该装置能兼容您已有设备如油（水）槽、检定炉、数字多用表、计算机等，组成先进可靠、自动化程度高的自动化检定系统，可同时检定热电偶和热电阻及其它膨胀式温度计。
热电阻检定统一接线，自动进行线制（二、三、四）转换。
专用半导体零度恒温器提供方便、稳定、可靠的冷端补偿能力，使热电偶检定稳定性和检定效率大大提高。
◆优化的热电阻测量方法；多通道扫描器内含四线制换向开关，通过特有的正、反向测量切换功能，有效消除测量回路中的寄生电势对测量结果的影响。
热电偶和热电阻测温和校验
热电偶和热电阻测温和校验CST4001温度自动检定系统的原理框图各设备的作用水槽：温度范围0℃——100℃，水平温场差≤±0.005℃，垂直温场差≤±0.01℃（带制冷，免恒温冰点瓶、恒温冰点槽，升降温速度快，检定效率高）。
提供检定热电阻稳定的温度场。
油槽：温度范围100℃——300℃，水平温场差≤±0.01℃，垂直温场差≤±0.02℃。
提供鉴定热电偶/热电阻稳定的温度场管炉：温度范围300℃——1200℃，控温偏差≤±5℃，控温稳定性优于0.2℃每分钟，提供检定热电偶稳定的温度场。
控温传感器：温度控制装置：用于热工计量设备温度控制。
如各种热电偶检定炉、恒温槽、恒温箱、水槽、油槽，管炉等，这些场合要求温度控制准确性、稳定性比较严格。
多路扫描装置：扫描各个通道电测仪表：电信号测量通讯接口：信号的传输计算机：控制其它设备、数据处理、打印、保存、查询等。
热电偶校验需要用到的设备和工具管式电炉、二等标准铂铑——铂热电偶、直流电位差计、冰点槽、精密级热电偶及补偿导线、标准水银温度计、铜导线及切换开关。
热电阻校验需要用到的设备和工具加热恒温器、被校验电阻体、标准温度计、毫安表、标准电阻、分压器、双刀双掷切换开关、电位差计，补偿导线。
CST4001温度自动检定系统校验热电偶的基本步骤CST4001温度自动检定系统校验热电阻的基本步骤二、热电偶和热电阻测温基础知识答辩1、简述热电偶测温的三个定律答：（1）由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面面积如何，以及各处的温度分布如何，都不能产生热电势；（2）由不同材料组成的闭合回路，当各种材料接触点的温度都相同时，则回路中热电势的总和为零；（3）接点温度为t1和t3的热电偶，它产生的热电势等于接点温度分别为t1、t2和t2、t3的两支同性质热电偶所产生热电势的代数和。
2、热电偶测温为什么要进行冷端补偿？答案：①热电偶热电势的大小与其两端的温度有关，其温度-热电势关系曲线是在冷端温度为0℃时分度的。
热电偶(热电阻)一体化温度变送器
热电偶(热电阻)一体化温度变送器温度变送器的概述SBWR、SBWZ系列热电偶、热电阻温度变送器是DDZ系列仪表中的现场安装式温度变送器单元，与工业热电偶、热电阻配套使用，它采用二线制传输方式（两根导线作为电源输入和信号输出的公用传输线）。
将工业热电偶、热电阻信号转换成与输入信号或与温度信号成线性的4-20mA、0-10mA的输出信号.该温度变送器可直接安装在热电偶、热电阻的接线盒内与之形成一体化结构。
它作为新一代测温仪表可广泛应用与冶金、石油、化工、电力、轻工、纺织、食品、国防以及科研等工业部门。
温度变送器的主要特点·采用硅橡胶或环氧树脂密封结构，因此耐震、耐湿、适合在恶劣的现场环境安装使用。
·现场安装在热电偶、热电阻的接线盒内使用，直接输出4-20mA、0-10mA的输出信号。
这样既节约了昂貴的补偿导线费用，又提高了信号远距离传输过程中的抗干扰能力；·热电偶变送器具有冷端温度自动补偿功能；·精度高、功耗低，使用环境温度范围宽，工作稳定可靠；·适用范围广、既可以与热电偶、热电阻形成一体化现场安装结构，也可以作为功能模块安装在检测设备中和仪表盘上使用；·智能型温度变送器可通过HART调制解调器与上位机通讯或与手持器和PC机对变送器的型号、分度号、量程进行远程信息管理、组态、变量监测、校准和维护功能；·智能型温度变送器可按用户实际需要调整变送器的显示方向，并显示变送器所测的介质温度、传感器值的变化、输出电流和百分比例；温度变送器的工作原理热电偶或热电阻传感器将被测温度转换成电信号，再将该信号送入变送器的输入网络，该网络包含调零和热电偶补偿等相关电路。
经调零后的信号输入到运算放大器进行信号放大，放大的信号一路经V/I转换器计算处理后以4－20mA直流电流输出；另一路经A/D转换器处理后到表头显示。
变送器的线性化电路有两种，均采用反馈方式。
热电偶、热电阻自动检定系统的设计与实现
文章编号 ：０ ０— ２２ ２０ ）０ ０ ３ ０ １０ ７ ０ （０ ７ ４— ０ ０— ５
中图分类号 ：Ｈ １ Ｔ ８１
文献标识码： Ａ
热 电偶 、 电 阻 自动检 定 系统 的设计 与 实现 热
贾桂 华
（ 中国工程 物理研 究院 计 量测试 中心 ， 阳 ６ １０ ） 绵 ２９０
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２０ ０ ７年 ８月 第２ ７卷 第 ４期
宇航 计 测 技 术
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｔ ｎ ｕｉ ｔ ｌｇ ｎ ａｕ ｅ ｎ ｏ ｒａ ｒ ａ ｔ Ｍｅｒ ｏ ｙａ ｄ Ｍｅ ｓ ｒｍｅ ｔ ｏ Ａｓ ｏ ｃ ｏ
Ａｕｇ ２ ０７ ．， ０ Ｖｏ． ７， ． １ ２ Ｎｏ ４
至设 定 温 度 点 。当检 定 炉 温度 在 检 定 点 达 到要 求
备 ， 合现代 计算 机技术 组建 了贵金属 热 电偶 、 金 结 廉 属热 电偶 和热 电阻 的 自动检 定 系 统 ， 以满 足 温 度 传
感器 计量需 求 。
的稳 定 度 时 ， 过 Ｒ ２ ２总 线 控 制 扫 描 开 关 ， 通 Ｓ３ 按 要求 分 别 接 通 各 通 道 。计 算 机 通 过 Ｇ Ｉ ＰＢ接 口对 数 字 多用 表 功 能 、 程 、 样 速 率 等 进 行 控 制 ， 量 采 同 时通 过 Ｇ Ｉ ＰＢ接 口采 集 数 字 多 用 表测 得 的 模 拟 信
二次仪表检定系统
温度二次仪表检定系统
概述：
系统由微机、打印机、标准信号源等组成，检定方法与数据处理符合JJG74-2005、 JJG186-1997 、JJG 617-1996等国家现行相关计量检定规程。
系统特点：
✧ 系统组态灵活，兼容多种不同的硬件配置。
✧ 能够检定配以下信号的二次仪表：K 、N 、E 、J 、T 、S 、R 、B 、EA-2热电偶，Pt100、Pt10、
Cu100、Cu50型热电阻，0-10V 、1-5V 、0-10mA 、4-20mA 、0-2mV 、0-5mV 、0-10mV 等标准信号。
✧ 自动保存检定记录，并将相关信息存入数据库。
用户可按型号、统一编号、分度号、检
定日期等信息查询历史记录。
✧ 具有检定过程中误差不合格提示功能。
✧ 配带有通讯功能的信号源时，系统会自动控制信号源，辅以微机键盘简单操作即可完成
需要的信号输出。
满足条件后，按回车键即可完成此点的检定
✧ 系统兼容自动检定与手动检定，手动检定数据可录入微机进行数据处理与报表输出。
✧ 规范的报表输出功能，且可将记录表和证书导出至EXCEL 中。
硬件配置方案：
打印机
笔记本电脑
热工仪表校验仪PR230
温度显示仪表。
关于电厂温度仪表自动校验的探讨
关于电厂温度仪表自动校验的探讨[摘要]在热力发电厂中，温度是非常重要的一个运行参数，直接关系到电厂生产的正常进行和安全保障，因此在热力发电厂中会有大量的温度测量仪表。
本文笔者探讨了热电阻自动校验系统、热电偶自动校验系统和温度变送器自动校验系统。
望得到各位同仁的指导。
[关键词]电厂温度仪表自动校验中图分类号：f284 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）22-0216-01温度是安全检测重要的参数之一，在电力、防火、防爆、保证设备强度等方面起着重要作用。
本文笔者探讨了电厂温度仪表自动校验。
1 热电阻自动校验系统1.1 热电阻简介热电阻是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的性质来测量温度的元件或仪表。
目前工业中常用的热电阻都是金属导体热电阻，例如铂、铜、镍、铁和铑铁合金，其中使用较为广泛的材料为铂、铜和镍3种。
1.1.1 测温原理金属导体材料的热电阻，其电阻值是随着温度的升高而变大的，pt、cu和ni以及热敏电阻与温度的关系如图1所示：从图中看出在一定的温度范围内，金属导体的电阻值与温度值呈线性关系，而pt电阻值与温度关系的线性是最好的，这也是pt作为最为广泛的热电阻材料的原因。
1.1.2 技术参数热电阻是常用的温度传感器，有许多技术参数用来标识不同的热电阻，常用的有分度号、精度等级、允许误差、量程上限、量程下限、校验周期等。
分度号用于标明热电阻的材料，确定它的分度表、计算公式和温度系数等。
校验周期用于表征热电阻需要多长时间进行一次校验。
这些基本参数是仪表综合管理系统中的对于热电阻需要进行管理内容。
1.1.3 校验方法按照中华人民共和国国家计量检定规程的要求新制造、使用中和修理后的热电阻都需要进行校验，使用中的热电阻在使用一定周期以后也要按时进行校验。
校验一般为精度校验，即确定是否能够达到其精度等级规定的精度要求，判断是否还能够正常使用，确定其现有的最大误差和精度等级等。
1.2 校验过程的程序控制校验热电阻时先要把标准热电阻和被校热电阻同时放入冰点瓶或者9100s中，等待热电阻反应一段时间，然后读取它们的测量值，读数时采用交替读取的方式来保证读数的同时性，读到的数据经过相应的处理才能记录。
热电偶的检定和校准
• 欧洲
– EURAMET
• cg-8 Calibration of Thermocouples
热电偶检定
• 计量检定装置的法制要求
– 设备
• 标准器 • 温度炉 • 电测 • 辅助设备和材料
– 技术规范
• 适用的检定规程
– 环境条件和设施
• 温湿度条件 • 安全
– 人员
• 熟练操作 • 处理问题
– 文件管理
• 记录和档案
热电偶检定分类
• 标准热电偶检定
– 标准组铂铑10-铂 – 标准铂铑10-铂 – 标准铂铑30-铂铑6 – 标准铜-铜镍
• 注意点
• 挂丝位置记录 • 个人防护
预处理（四）
通电退火
• 目的：高温使一些金属和非金属挥发，提高偶丝纯度 • 操作过程
– 挂丝
• 夹角
– 通电
• 10.5A，11A
– 观察
• 1100℃ 1h ; 1250℃ 2h 亮度均匀性
– 复查
• 2min
– 降温
• 1~2min
• 关注点：
– 丝亮度 – 防止气流流动 – 防火
热电偶的检定和校准
郑玮
热电偶
• 将两种不同材料的导体一端相连接，基于 塞贝克效应来测量温度的温度计。
– 特点：
• 优点：简单可靠、范围广、便宜 • 缺点：精度、冷端、均匀性
• 应用条件
– 热电稳定性 – 标准化
热电偶自动检定系统
热电偶自动检定系统毕业设计论文题目：热电偶自动检定系统热电偶自动检定系统摘要温度在各种工业生产和科学研究中的应用非常普遍，是一个非常重要的工业参数。
在生产过程中能否对温度进行准确地测量直接影响工业产品的质量和生产的效率。
作为测温元件，热电偶被广泛应用于冶金、化工、电力、石油等工业生产部门。
由于热电偶一般用于测量高温，工作环境的影响和长期地工作都将使其产生示值的漂移。
为保证热电偶测量值的准确，以提高产品质量和生产效率，因此要对热电偶进行定时的校验和检定。
热电偶可直接将温度转换成电信号, 所以很容易进行测量、放大, 这既有利于远距离传送, 集中管理, 也适合自动控制和微机监控。
故热电偶自动检定系统将热电偶的热电特性同计算机控制联系起来, 实现了热电偶检定的自动化。
本设计采用单片机作为系统的智能核心，被测热电偶与标准热电偶捆绑后放入检定炉中，其输出引线通过补偿导线引入冰瓶中，进行冷端温度补偿；被测热电偶与标准热电偶各个检温点的热电势信号由低电势数据采集电路取得，并在采集电路中对其进行放大、A/D转换处理后，变成单片机能识别的数字量送入单片机处理；单片机通过执行程序，计算出被测偶与标偶的热电势的最大偏差，然后与允许的最大偏差相比较，判断出被测热电偶是否合格，完成对热电偶的自动检定。
关键词：温度；热电偶；自动检定；数据采集；数据处理Thermo-element automatic examination systemAbstractTemperature in a variety of industrial production and the application of scientific research is very common, is a very important industrial parameters.In the production process is able to make accurate temperature measurement directly affect the quality of industrial products and production efficiency. As detectors. This thermocouple has been widely used in metallurgical, chemical, power, oil and other industrial sectors.As general thermocouples for measuring the heat, the working environment and the long-term impact of the work will produce the drift indication . To ensure that the thermocouple measurements are accurate, and improve product quality and production efficiency. thus there is a need to conduct regular thermocouple calibration and testing.Thermocouple temperature can be directly converted into electrical signals, so it is easy to measure, zooming, which is conducive to long-distance transmission, centralized management, is also suitable for computer control and monitoring. Therefore thermocouple automatic verification system will thermocouple thermoelectric properties associated with computer control, Implementation of the thermocouple test automation.The design used as a microcontroller core of the intelligent, measured thermocouple bundled with the standard thermocouple after Add test furnace, Lead output through the introduction of compensation Traverse ice bottle, cold-temperature compensation; thermocouple measured with standard thermocouple temperature seized various points of thermoelectric power signal from low voltagedata acquisition circuit acquisition, Acquisition Circuit and its amplification and A / D conversion processing, SCM can identify into the digital into the microprocessor; SCM through the implementation of procedures, calculated measured with dual standard of thermoelectric power of the maximum deviation, and then allow the deviation compared determine whether the measured thermocouple qualified on the completion of the thermocouple automatic verification.Key words: Temperature; Thermo-element; Automatic examination; Data acquisition; Data processing目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 课题研究的意义 (1)1.1.1 课题的研究背景 (1)1.1.2热电偶自动检定系统的功能 (1)1.1.3 热电偶自动检定系统的发展方向 (2)1.2 热电偶自动检定系统简介 (3)1.2.1 热电偶检定及检定方法 (3)1.2.2 热电偶自动检定系统的结构 (3)1.2.3热电偶自动检定系统的工作原理 (5)1.3 本课题的研究内容 (7)第二章热电偶测温计及测量对象温度简介 (8)2.1 温度对象基本概念 (8)2.2 热电偶温度计及其测温原理 (9)2.2.1 热电偶测温的基本原理 (10)2.2.2 热电偶的基本定律 (12)2.2.3 标准化热电偶 (13)2.2.4 热电偶的结构形式 (15)第三章系统硬件电路设计 (16)3.1 冷端温度补偿 (16)3.1.1 冷端温度补偿方法 (16)3.1.2 补偿方法选择 (18)3.2 信号放大电路设计 (18)3.2.1 信号放大电路功能 (18)3.2.2 信号放大电路的选择要求 (18)3.2.3 信号放大电路的类型 (18)3.2.4 信号放大器放大倍数的设定 (20)3.3 A/D转换系统设计 (21)3.3.1 TLC0832功能及特性简介 (21)3.3.2 TLC0832的连接电路 (22)3.4 显示接口电路设计 (23)3.4.1 LED数码管简介 (23)3.4.2 LED数码管驱动电路 (24)3.5 控制键盘的设计 (25)3.5.1 键盘接口技术简介 (25)3.5.2 键盘电路形式 (27)3.5.3 键盘按键编码 (27)3.5.4 键盘监控方式 (28)3.5.5 系统功能键盘设计 (28)第四章热电偶检定系统程序设计 (29)4.1 A/D转换子程序 (29)4.1.1 A/D转换子程序设计方案 (29)4.1.2 A/D转换子程序功能实现 (30)4.2 线性化及标度变换子程序 (30)4.2.1 数据线性化处理概述 (30)4.2.2 线性化处理方法 (31)4.2.3 线性化处理及标度变换子程序设计方案 (33)4.3 处理子程序 (33)4.4 显示子程序（显示小数点后2位） (35)4.4.1 显示子程序设计方案 (35)4.4.2 显示子程序功能 (36)4.5 主程序设计 (36)4.5.1 主程序的功能 (36)4.5.2 主程序设计方案 (37)第五章系统调试实验 (38)5.1 试验目的 (38)5.2 试验设备 (38)5.3 试验数据及数据处理 (38)5.4 结论 (38)参考文献 (39)附录A：热电偶自动检定系统硬件电路图 (40)附录B：主程序流程图 (41)附录C：处理子程序流程图 (42)附录D：A/D转换子程序流程图 (43)附录E：线性化及标度变换子程序流程图 (44)附录F: 显示子程序流程图 (45)附录G：键盘子程序流程图 (46)附录H：热电偶自动检定系统程序设计 (47)致谢 (58)第一章绪论1.1 课题研究的意义1.1.1课题的研究背景随着时代的发展，热电偶在工业生产中应用越来越广泛，而其测量结果是否准确[1]也成为我们十分关注的问题，所以对热电偶进行定期地检定便非常重要。
基于提高热工测量准确度之K型热电偶校验的调整方案
基于提高热工测量准确度之K型热电偶校验的调整方案热电偶及其温度表是热工测量中常用的电测仪表，其测量结果准确性，往往受检验人员技术水平、测量装置和测量方法的影响，每一个因素都起了决定性的作用。
因此，我们要从热电偶的工作原理、热电偶的基本定律、热电偶的冷端温度补偿中，提出切实可行的教育教学之提高热工测量准确度之热电偶校验的调整方案，认识影响热电偶校验准确度的因素，进而选用科学的方法，合理的校验项目和手段，以及校验主要设备和仪器的选用，对测量结果进行误差分析和处理，从而获得较高的测量准确度。
标签：准确度；K型热电偶；校验在计量范畴，不同的科技和生产领域，有不同的测量项目及测量特点，热工测量是指在热工过程中对各种热工参数的测量，包括温度、压力、流量、物位等热工参数的测量。
热工测量仪表在测量时，在大多数情况下，不能直接测量参数，一般总是借助于一些物质的物理、化学性质的关联性把测量参数转变为其他方便测量的相关量，以便间接测量出被测参数的大小和數值。
热电偶温度表是在热工测量中应用最广泛的一种温度电测仪表，通常是由热电偶、热电偶冷端温度补偿（或元件）和显示仪表三部分组成。
三者之间要用导线连接起来，完成温度的测量。
下面以K型热电偶温度表为例，说明在温度测量中，应采取什么措施来保证测量结果的准确度。
1 K型热电偶温度的特性K型热电偶温度表是以热电效应为基础的测温仪表。
K型热电偶丝直径一般为1.2～4.0mm。
正极（KP）的名义化学成分为：Ni：Cr=90：10，负极（KN）的名义化学成分为：Ni：Si=97：3，其测量温度为-200～1300℃。
它的特点是：结构简单，使用方便，测量范围广，测温准确可靠，便于信号的远传、自动记录和集中控制，因而在工业生产和科研领域中应用极为普遍。
K型热电偶具有灵敏度高，稳定性和均匀性较好，线性度好，热电动势较大，抗氧化性能强，价格便宜等优点，能用于氧化性惰性气氛中，广泛为用户所采用。
热电偶、热电阻操作使用规程
热电偶、热电阻操作规程1、设备简介及系统组成HT-04型热电偶、热电阻自动检定装置是由计算机、打印机、高精度数字万用表、低电势扫描开关等组成（图1），是集计算机技术、微电测技术和自动测试技术于一体的新一代智能化计量标准装置，用于自动检定各种工作用热电偶、热电阻。
图12、热电偶检定操作步骤2.1扫描器与数字表、热电偶连接方法：1.使用标准热电偶检定各种分度号热电偶时（检定温度在300℃以上）按以下要求接线。
图22.2检定工作用热电偶的步骤1.热电偶检定系统安装、接线；2.装炉，完成信号线与扫描器、信号线与标准电偶或电阻、与被检电偶的连接；3.系统设备给电，包含扫描器、数字表、检定炉；4.启动计算机进入操作系统，双击桌面上的“检定.exe”进入系统主界面，其中功能模块区包括系统、显示、热电偶检定、热电阻检定、启动任务、参数配置。
5.完成“参数配置”中的“通讯端口设置”以及“标准热电偶一览”的相关设置；6.完成热电偶任务向导，填写相应的设置；7.热电偶检定模块中包括两个子菜单贵金属热电偶和廉金属热电偶，依次展开如下贵金属热电偶(S,R,B)1)点击“贵金属热电偶(S,R,B)”后进入贵金属热电偶任务向导模式，用户可以在此界面进行被检热电偶的型号、等级、检定点、冷端补偿、检定环境等相关信息的设置。
廉金属热电偶(K,N,E,J,T)2)廉金属热电偶任务向导模式中的相关设置与贵金属基本相同；而对于含有低温段的廉金属热电偶，需要另外增加标准铂电阻的选择项。
8.检定过程一般无需人工干预，当对将要进行的任务设置完成并启动任务后，系统便自动进入检定主界面开始检定工作，在检定主界面中有以下几个显示模块包含温度显示、数字表读数、设定温度、温度变化率、温度差值、参考端温度、运行情况、本段时间及扫描器位置等显示模块。
9.检定完成后，弹出“检定完成”的对话框并自动停止热电偶检定炉加热，任务完成且系统生成的记录表格、证书、曲线自动保存后系统会有检定结束的提示信息，之后应断开控温仪的供电电源确保安全；：10.关闭其他设备的电源；11. 等检定炉冷却后，取出标准、被检电偶，检定工作完成。
标准热电偶自动检定装置的不确定度评定
标准热电偶自动检定装置的不确定度评定作者：杨超来源：《中国科技博览》2019年第01期[摘要]热电偶检定系统是验证热电偶的重要设备，它保证了热电偶符合国家标准。
热电偶检定系统不确定度直接影响到热电偶需要测量的工艺参数的可靠性，最终影响产品质量。
本文分析了热电偶检定系统的误差来源，并对误差的不确定度进行了评价。
[关键字]热电偶温度测量鉴定系统中图分类号：T3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0133-02热电偶（thermocouple）是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的温度[1]。
各种热电偶的外形常因需要而极不相同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。
常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
所谓标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。
非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。
标准化热电偶中国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为中国统一设计型热电偶[2]。
一、试验原理用被校热电偶和标准热电偶同时测量同一个对象的温度，然后比较两者示值，以确定被检热电偶的基本误差等质量指标，这种方法称为比较法。
用比较法校验热电偶的基本要求，是要造成一个均匀的温度场，使标准热电偶和被检热电偶的测量端感受到相同的温度。
均匀的温度场沿热电极必须有足够的长度，以使沿热电极的导热误差可以忽略。
工业和实验室用热电偶都把管状炉作为校验的基本装置。
为了保证管状炉内有足够长的等温区域，要求管状炉内腔长度与直径之比至少为 20：1。
热电偶热电阻自动检定系统设备工艺原理
热电偶热电阻自动检定系统设备工艺原理前言热电偶热电阻是温度测量领域中经常使用的传感器。
在工业控制、物流储运、医药生产等领域都有广泛应用。
随着技术的发展，检定系统在质量管理方面也越来越重要。
本文将介绍热电偶热电阻自动检定系统设备工艺原理。
热电偶热电阻热电偶热电阻是利用热电效应测量物体温度的传感器。
热电偶是由两根不同材料的电极组成的，当这两根电极的连接点处温度不同时，就会引起电动势。
电动势的大小与连接点温度差有关。
热电阻也是一种温度传感器，是利用电阻温度系数相应变化测量物体温度的传感器。
热电阻是用一种电阻材料制成的，当电阻材料温度变化时，其电阻值也会相应变化。
自动检定系统热电偶热电阻检定系统是一种用于测量热电偶和热电阻准确性和稳定性的设备。
自动检定系统采用主动电源或恒压电源来提供一个精确的电信号，然后测量热电偶或热电阻响应的电信号，从而计算出温度。
自动检定系统是由温度控制器、数据采集卡、计算机等组成的。
温度控制器负责控制温度，数据采集卡负责转换和采集信号，计算机负责存储和处理数据。
自动检定系统能够自动完成调校，具有高精度、高速度、高自动化等优点。
因此，它在热电偶和热电阻的检定中得到广泛应用。
设备工艺原理自动检定系统的设备工艺原理包括以下几个方面：温度控制温度控制是自动检定系统的核心部分，它负责维持一个稳定的温度环境。
温度控制器一般采用PID算法，即比例积分微分算法，在实时动态环境中实现恒温控制。
数据采集数据采集是自动检定系统中一个非常重要的部分。
数据采集卡对接温度控制器的输出信号，转换为数字信号，然后由计算机存储和处理。
数据采集卡的摆放位置也非常关键。
它应该靠近被测试的热电偶或热电阻，以避免信号损失。
计算机处理计算机是自动检定系统中一个非常重要的部分。
它负责存储和处理数据。
计算机需要配置专业的软件来处理数据，以进行校准和在测试过程中实时检测各项指标。
测试执行执行测试是自动检定系统最后的一个步骤。
在测试时，热电偶或热电阻将被放置在温度控制器中，然后由数据采集卡采集测试数据，最后由计算机进行数据处理和校准。
热电偶自动检定过程的操作规程
热电偶自动检定过程的操作步骤1、制作冰点，即冰水混合物，用于热电偶冷端补偿。
2、装炉，先捆扎热电偶，把标准热电偶和被检工业热电偶捆扎在一起，确保热电偶的测温点处于同一个截面，然后把捆扎好的热电偶放入检定炉的最高温区。
注意：为了避免标准热电偶被被检热电偶污染，最好把标准热电偶放入石英玻璃管中。
3、接线，按照双级检定法连接好与被检热电偶相同类型的、经过检定合格的补偿导线；补偿导线的另一端与连接VST .R-90/99测温元件检定自动测控仪切换开关的铜导线相接，并置入冰瓶；而标准热电偶可直接与VST .R-200测温元件检定自动测控仪切换开关的铜导线相接，并置入冰瓶。
注意：标准热电偶和被检热电偶的冷端插入冰瓶的深度要一样。
4、检查VST.R-992测温元件自动检定系统各部分设备是否正常工作，最后投入自动检定。
ITV2005系统检定工作的具体操作1、选择“系统运行”功能项，单击“系统自检”或直接点击工具栏，“系统自检”图标。
单击“D/A卡接口检查”功能项，显示窗有一模拟光带从零位逐渐变长，直到最大；又从最大位逐渐变短回零。
如果微机至VST.R-90(99)测温元件自动检定测控仪（以下简称检定测控仪）的信号通道畅通，并且检定测控仪的“控制方式”至于自动，则可以观察到检定测控仪上电压表的指针从0V逐渐升至5V，然后又从5V逐渐降至0V，表明微机通过D/A卡输出的直流电压信号传至检定测控仪。
打开数字电压表的电源开关，单击“数字电压表接口检查”功能项，微机向数字电压表发送命令，数字电压表被启动，同时可以观察到数字电压表有相应的变化。
最后微机从数字电压表采集一个直流电压信号，并将接收的直流电压信号显示在屏幕上显示。
只要将屏幕上显示的数据与数字电压表显示的数据相比，数据相同就可判断微机与数字电压表的接口正常工作，否则不正常。
特别提醒用户，当数字电压表没有通电，微机会自动提示你打开数字电压表电源。
单击“切换开关接口检查”功能项，能自动或手动检查开关通道。
热电阻与热电偶的区别及安装检修规程
热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成。必须注意 以下两点：
a. 热电阻和显示仪表的分度号必须一致 b. 为了消除连接导线电阻变化的影响，必须采用三线制接法。具体
内容参见本篇
2.1.2 铠装热电阻
铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组 合而成的坚实体，它的外径一般为φ2~φ8mm，最小可达φmm。 与普通 型热电阻相比，它有下列优点：
2.1 热电阻的应用原理
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度 高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用 于工业测温，而且被制成标准的基准仪。与热电偶的测温原理不同的 是，热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温 度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就 可以测量出温度。目前主要有金属热电阻和半导体热敏电阻两类。金属 热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示，即：
c. 从材料上分，热阻是一种金属材料，具有温度敏感变化的金属材 料，热耦是双金属材料，既两种不同的金属，由于温度的变化， 在两个不同金属丝的两端产生电势差。
d. PLC对应的热电阻和热电偶的输入模块也是不一样的，这句话是 没问题，但一般PLC都直接接入4～20ma信号，而热电阻和热电 偶一般都带有变送器才接入PLC。要是接入DCS的话就不必用变 送器了！热电阻是RTD信号，热电偶是TC信号！
c. 四线制：在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线 制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号 U，再通过另两根引线把U引至二次仪表。可见这种引线方式可 完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。
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热电偶、热电阻自动检定系统
产品名称：热电偶、热电阻自动检定系统
热电偶热电阻自动检定系统主要用于工作用热电偶、工业热电阻、玻璃液体温度计、双金属温度计、压力式温度计等温度传感器的自动检定/校准。
系统由计算机控制多通道低电势扫描器、数字万用表、热电偶检定炉、恒温油（水）槽等设备，实现热电偶、热电阻检定/校准的控温、数据采集、数据处理、报表生成与打印、以及数据存储的完全自动化。
系统功能与技术指标完全符合JJF1098-2003《热电偶、热电阻自动测量系统校准规范》要求。
一、检定项目
自动检定S、R、B、K、N、J、E、T、EA-2、短型S、短型R等分度号工作热电偶。
自动检定Pt10、Pt100、Cu50、Cu100、Pt-X、Cu-X热电阻，包括两线制、三线制和四线制热电阻。
自动检定玻璃液体温度计、双金属温度计、压力式温度计等，自动进行数据处理，生成记录表格二、系统技术指标
多通道扫描开关寄生电势：≤0.2μＶ
通道间数据采集差值：≤1μＶ 2mΩ
测量重复性：≤1.5μＶ 6mΩ
热电偶检定炉恒温性能：恒温≤0.5℃/6min 测量≤0.1℃/min
恒温油、水槽恒温性能：恒温≤0.04℃/10min 测量≤0.02℃/min
热电偶参考端补偿范围： 0℃-50℃分辨率0.1℃
五、系统软硬件特点
◆检定装置软、硬件操作自动化设计：系统除捆扎、装炉(槽)、接线、参数设定外，其它工作
（如查线、控温、检定、数据保存等）均由系统自动完成。
◆标准化、模块化的设计：该装置能兼容您已有设备如油（水）槽、检定炉、数字多用表、计算
机等，组成先进可靠、自动化程度高的自动化检定系统，可同时检定热电偶和热电阻及其它膨胀式温度计。
热电阻检定统一接线，自动进行线制（二、三、四）转换。
专用半导体零度恒温器提供方便、稳定、可靠的冷端补偿能力，使热电偶检定稳定性和检定效率大大提高。
◆优化的热电阻测量方法；多通道扫描器内含四线制换向开关，通过特有的正、反向测量切换功
能，有效消除测量回路中的寄生电势对测量结果的影响。
◆三线电阻转换器与接线台一体化设计：方便了系统接线，自动实现三线制热电阻的两次测量（包
含两根内引线及包含一根内引线）功能，保证测量电路完全符合检定规程，将测量误差降低到最低限度。
◆自动装炉定位装置：检定炉专用台架带有标尺定位装置，能保证准确的将标准热电偶和被检热
电偶装入炉中心位置，减少装炉不到位而引起的测量结果不确定度。
◆热电偶检定时参考端补偿可采用冰点补偿或室温自动补偿。
参考端温度补偿传感器采用A级
Pt100铂电阻，读数稳定，测量精度高。
◆完善的软硬件保护功能：检定炉控温系统接线采用带保护的接线端子，并且统一移到控温端，
减少了操作端的不安全因素。
◆多重检定炉超温保护，恒温设备控温系统相对独立，控温仪表本身具有超温保护功能。
相对于
软件控温方式，可防止因计算机死机或扫描器故障导致控温系统失控，造成恒温设备超温损坏。
升温过程的温度异常保护，当标准温度或仪表温度出现异常现象，如加热功率为设定最大功率而出现不升温或温度下降、标准温度超出恒温设备使用温度范围、标准温度和仪表温度出现较大偏差等，系统均给予提示并停止升温过程。
◆自主开发，完全自主知识产权，为客户提供全方位服务，软件的升级服务有保障。
◆软件系统计量管理一体化、多线程设计，具有超强容错性和自诊断能力。
系统运行于
windows2000、XP、windows7等平台、全中文界面、鼠标点击操作，方便快捷。
软件实现温度控制和监控，显示检定数据及控温曲线，数据自动采集、保存，自动打印检定记录和证书；另外，系统提供被检表信息、检定数据查询、热电偶热电阻分度查询，温场测试，总不确定度计算等功能。
◆系统软件具有掉电保护功能，供电恢复后可接续检定。
◆自动生成检定数据记录表、检定证书或检定结果通知书，所有表格、证书均在Excel中导出显
示，方便客户操作。
表格、证书格式可根据客户要求自行设计。
数据记录存储于数据库中，可方便地进行数据记录查询、输出检定数据。
◆系统运行于windows2000、XP、windows7等操作系统，全中文界面、鼠标点击操作，方便快捷。
软件实现温度控制和监控，显示检定数据及控温曲线，数据自动采集、保存，自动打印检定记录和证书。
◆检定结束后自动切断检定炉的电源，数据处理后存盘，并有掉电保护功能。
在检定过程中若突
然停电或因故人为退出程序，再次启动检定程序时将提示您选择在原检定的基础上继续检定还是重新开始检定，继续检定能节省检定时间，提高工作效率。
八、本系统执行如下检定规程：。