热处理炉用热电偶测温精度分析及改进

数字温度计时必须注意这点。
2.3 分立元件检定与整体校准法的比较
(1)分立元件检定。通常采用的分立元件检 定法,即分别对热电偶、补偿导线及仪表进行检 定,其测温系统的误差为:△ε="△21+ △22+23 。式中:1 为热电偶的极限误差;2 为补偿导线的极限误差 ;3 为仪表的极限误差。
2)分流误差产生的条件。将直径!)4.8mm,长 度 25m 的铠装热电偶水平插入炉内,中间部位加 热带的长度为 20m,温度为 1000℃。实Baidu Nhomakorabea结果是, 如果测量端温度高于中间部位温度,则产生负误 差;相反则产生正误差。如果测量端与中间部位 的温差为 200℃,那么产生的分流误差约为 100℃。如此大的误差是绝对不能忽视的。
分立元件检定法有诸多弊端,因此,建议最
好采用整体校准法。
大时未必成器，又如村上春树 29 岁才有第一本作品。一周前，一个 HR 向我吐槽
2 测量以热电偶为传感器的测温系统的检定, 按照现行标准,只能采用分立元件法。由上所述, 即使三者检定都合格,组合起来并不一定合格。 很久以前就有专家呼吁整体校准法。既对其测温 系统进行检定,得出整个系统的测量误差,而且 最好能在现场校准。为此必须提供标准器,即要 有相对准确的现场效验仪,同被测系统用现场使
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关。可是热电偶丝并非均质,尤其是廉价金属热 电偶丝其均质性较差,这样不均质的热电偶丝又 处于具有温度梯度的场合,那么其局部将产生热 电动势,该电动势称为寄生电动势,由寄生电动 势引起的误差称为不均质误差
(2)热电偶丝经使用后产生的不均质。对于 新制的热电偶即使是均质的,经反复加工、弯曲 致使热电偶产生加工畸变,也将失去均质性,而
成测温系统的元件及仪表分别进行检定。此种检 定方法是离线的,不能对测温系统进行在线整体 检定。对于广泛应用的各种热电偶数字温度计的 检定,尚无国家标准。本文将对热处理炉用热电 偶测温精度进行分析,并提出相应的解决办法供 应用参考。1 测温系统的分立元件检定法
关于测温系统的检定方法,目前有两种方式: 分立元件检定法和整体校准法。依据国家标准,
究其原因:
1.1 热电偶丝不均质影响
(1)热电偶材质本身不均质。热电偶在计量 室检定时,按规程要求,插入检定炉内的深度只 有 300mm。因此每支热电偶的检定结果,确切的说 只能体现或主要体现出从测量端开始 300mm 长偶 丝的热电行为,然而,当热电偶的长度较长,使用 时大部分偶丝处于高温区,如果热电偶丝是均质 的,那么依据均质回路定则,测量结果与长度无
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例如采用 K 型热电偶,精度为Ⅱ级,取温度点 1000℃,误差为 7.5℃,对于 K 型热电偶补偿导线 精度为 B 级,误差为 2.5℃,记录仪与显示仪表的 精度为 0.5 级,误差为 5℃。将各误差值代入上面 的公式为:
ε=±"7.52+2.52+52=&plus mn;综上所述,采用分立元件检定法检定热处理 炉测温系统的误差约为±9.35℃,无法满
足工艺要求,有些单位购入的热电偶不检定就使 用,分散性更大,测量的数据就更不可靠了,难以 指导生产。
2)整体校准法。购置较好的测温仪一般整体 校准精度在 0.4 级以内,即取 1000℃为测温点, 其误差应该在±4℃以内。由此可见,整体 校准法测量精度远远高于分立元件检定法。因此, 应该广泛应用整体校准法进行热处理炉的测温
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热电偶或仪表的检定规程给出校准证书。为了给 类似于数字温度计的现场校准仪提供检定证书, 必须尽快制定数字温度计的检定规程。
2.2 现场校准仪的应用
目前市场广泛流行的数字温度计精度低,不 能用作现场校准仪。作为校准系统,不仅准确度 要高,而且其准确度应该经过国家质量监督部门 校准,并带有校准证书。用户在用于现场校准的
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偶测量炉温时,当热电偶中间部分的温度有超过 800℃的温度分布存在时,因其绝缘电阻下降,热 电偶示值出现异常的现象,称为分流误差。依据 均质回路定则,用热电偶测温只与测量端与参考 端温度有关,与中间温度分布无关。可是由于铠 装热电偶的绝缘物是粉末状态的 MgO,温度每升 高 100℃,其绝缘电阻下降一个数量级,当中间部 位温度较高时,必定有漏电流产生,致使热电偶 产生分流误差。
且使用中热电偶长期处于高温下,也会因偶丝的 变化引起热电动势变化。例如:插入热处理炉中 的热电偶,将沿偶丝长度方向产生劣化,并随温 度升高,劣化增大,当劣化的部分处于具有温度 梯度的场所,也将产生寄生电动势叠加在总电动 势中而出现测量误差。
1.2 铠装热电偶的分流误差
(1)分流误差。所谓分流误差即用铠装热电
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对热电偶的检定,应在计量室进行。因此,使用中 的热电偶必须从安装位置取下来,送计量部门检 定。有关热电偶的检定周期,一般为半年,在特殊 情况下,可依据使用条件确定。这种离线式检定 方法存在的问题是:经过计量室检定合格的产品, 在现场使用条件下不一定是合格的。这种现象鲜 为人知,未引起人们的重视。
随着科技的发展,自动化水平不断提高,热 处理行业对测温精度的要求越来越高,尤其是热 处理炉有效加热区测定方法中,对Ⅰ类炉的保温 精度要求高达±3℃。为了确保温度量值 的准确可靠,对新制或使用中热电偶进行定期或 不定期检定是十分必要的。当前,国内仅有热电 偶、补偿导线及仪表各自的检定规程,但没有热 电偶高温计等测温系统的检定规程。因此,对于 测温系统的检定,只能采用分立元件法,即对构
用的工业炉作为比较热源,进行校准。因此,首先 要有相对标准的热电偶高温计,还需要有国家标 准作为依据
2.1 尽快制定数字温度计检定规程
日本早在 20 世纪 60 年代已经有了热电偶高 温计、热电阻温度计的工业标准。目前国内广泛 应用的便携式数字温度计的检定,各单位基本上 都采用整体校准法,只因尚无法可依,只能参照
系统校准。
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