工作用廉金属热电偶检定规程

工作用廉金属热电偶检定规程本规程适用丁长度不小丁750mm勺新制造和使用中的分度号为K的锐铭-锐硅热电偶、分度号为N的锐铭-锐硅热电偶、分度号为E锐铭-铜锐热电偶、分度号为J的铁-铜锐热电偶（以下分别简称K、N、E、J、X型热电偶）在-40-1300C范为内的检定。技术要求1热电极的名义成分如1规定表1热电偶名称热电极名称极性名义成分（%）锐铭-锐硅（铝）③竦铭①正极Ni90Cr10竦铭负极Ni97Si3锐铭硅-锐硅锐铭硅正极Ni84.4Cr14.2Si1.4竦铭负极Ni95.6Si4.4锐铭-铜锐竦铭①正极Ni90Cr10铜锐②负极Fe100铁-铜锐铁正极Fe100铜锐②负极Cu55Ni45注：①不同分度号两镣铭极不可互换；不同分度号两铜镣极不可互换；镣铭一镣硅米用镣铭一镣铝分度表。2不同等极热电偶在规定温度范围内，其允差应符合表2表定表2热电偶名称分度号等级测量温度范围（C）允差①竦铭一竦石圭（铝）KI—40〜1100土1.5C或土0.4%七②n—40〜1300土2.5C或±0.75%t锐铭硅锐硅NI—40〜1100土1.5C或土0.4%tn—40〜1300土2.5C或±0.75%t锐铭铜锐Ei—40〜800土1.5C或土0.4%tn—40〜900土2.5C或±0.75%t铁铜锐Ji—40〜750土1.5C或土0.4%tn—40〜750土2.5C或±0.75%t注：①允差取大值；②t为测量端温度。3热电偶的外观应满足下列要求：3.1新制热电偶的电极应平■直、无列痕、直径应均匀；使用中的电偶的电极不应有严重的腐蚀和明显缩径等缺陷。3.2热电偶测量端的焊接要牢固、呈球状，表面应光滑、无气孔、无火渣。二检定条件4标准器一等、二等标准钳铭10一钳热电偶各1支。测量范围为：一30〜300C的二等标准水银温度计一组，也可选用二等标准钳电阻温度计。5仪器设备5.1低电势直流电位差计一套，准确度不低丁0.02级、最小步进值不大丁1V,或具有同等准确度的其他设备。5.2多点转换开关，寄生电势不大丁1从V。5.3参考端包温器，包温器内温度为（0土0.1）C。5.4油包温槽，在有效工作区域内温差小丁0.2C。5.5管式炉，其长度为600mm，加热管内径约为40mm5.5.1管式炉常用最高温度为1200C,最高均匀温场中心与炉子几何中心沿轴线上偏离不大丁10mm；在均匀温场长度不小丁60mm半径为14mm范围内，任意两点问温差不大丁1C。5.5.2为保证管式炉温场符合检定要求，可在炉中心置一耐高温包温块。5.5.3均匀温场测试方法见附录3。5.6控温设备，应满足检定要求。5.7热电偶测量端焊接设备。5.8钢卷尺、游标卡尺。5.9读数望远镜或3〜5倍放大镜。6电测设备环境条件应符合使用条件。三检定项目和检定方法7热电偶的几何尺寸与外观，用钢卷尺、游标卡尺和目力检查，应符合要求。8经外观检查合格的新制热电偶，在检定示值前，应在最高检定点温度下，退火2h后,随炉冷却至250C以下，使用中的热电偶不退火。9热电偶的示值检定温度，按热电偶丝材及电极直径粗细决定，如表3所示。10300C以下点的检定，在油包温槽中，与二等标准水银温度计进行比较，检定时油槽温度变化不超过土0.1C。将热电偶的两电极分别套上高铝绝缘瓷珠，约50mn^右，尾部穿塑料套管，并在尾端露出20mm左右，以连接参考端引线。热电偶参考端的引线，应使用同材质的铜导线进行连接，接触要良好，铜导线在20C时的电阻率应小丁0.01724[1Q-m在热电偶的测量端套上玻璃保护管，插入油包温槽中，插入深度不应小丁300mm玻璃管口沿热电偶周围，用脱脂棉堵好。将热电偶的参考端插入装有变压器油或洒精的玻璃管或塑料管中,再分散插入冰点包温器内，插入深度不应小丁150mm表3分度号电极直径(mm)检定点温度(c)K或N0.34006007000.50.81.04006008001.21.62.02.540060080010003.24006008001000(1200)夫E0.30.50.81.01.21003004001.62.02.5(100)2004006003.2(200)400600700J0.30.51002003000.81.01.21002004001.62.0(100)2004005002.53.2(100)200400600火括号内的检定点，可根据用户需要选定。11300C以上的各点在管式炉中与标准钳铭10一钳热电偶进行比较，其中，检定I极热电偶时，必须采用一等钳铭10一钳热电偶。将标准热电偶套上高铝保护管,与套好高铝绝缘瓷珠的被检热电偶用细锐铭丝捆扎成圆形一束，其直径不大丁20mm,捆扎时应将被检热电偶的测量端围绕标准热电偶的测量端均匀分布一周，并处丁垂直标准热电偶同一截面上。将捆扎成束的热电偶装入管式炉内，热电偶的测量端应处丁管式炉最高温区中心；标准热电偶应与管式炉轴线位置一致。管式炉炉口沿热电偶束周围，用绝缘耐火堵好。12检定顺序，由低温向高温逐点升温检定，炉温偏离检定点温度不应超过土5C。检定时连接线路图13检定时连接线路如图所示，直接测量标准与被热电偶的热电动势。当炉温升到检定点温度，炉温变化小丁0.2C/min时，自标准热电偶开始，依次测量各被检热电偶的热电动势。测量顺序如下：标被1被2被n标被1被2被n读数应迅速准确，时间间隔应相近，测量读数不应小丁4次，测量时管式炉温度变化不大丁土0.25C014量时将所有测量数据填写在检定记录表上(见附录8)15检定时被检热电偶的热电动势误差t计算方法：300C以下热电动势误差t用下式计算：△et=e被+S被检-e分式中e被一被检热电偶在检定点附近温度下，测得的热电动势算术平均值；S被一被检热电偶中在某检定点温度的微分热电动势；e分一被检热电偶分度表上查得的某检定点温度的热电动势值。△t检=t检-t实t检一检定点温度t实一实际温度(实际温度=读数平■均值+修正值)△t检一检定点温度与实际温度的差值。例1在200C时E型热电偶示值误差计算。在200C检定点附近，参考端为0C,被检E型热电偶的热电动势值为13.452mV,二等标准水银温度计测得温场的温度为200.15C,求被检热电偶在200C时示值误差。△t检=200-200.15=-0.15C从检定分度表查得，在200C时热电偶的热电动势值和微分热电动势：e分=13.421mVS被=0.074mV则可计算出W200即：△e200=e+S被，At-e分=13.452+0.074X(-0.15)-13.421=0.020(mV)则热电偶在200C时示值误差：C其修正值为-0.3C。300C以上热电动势误差△e用下式计算：式中e被一被检热电偶在检定点附近温度下，测得的热电动势算术平均值；e标一标准热电偶证上某检定点温度的热电动势值；e标一标准热电偶在某检定点附近温度下，测得的热电动势算术平均值；e分一被检热电偶分度表上查得的某检定点温度的热电动势值；S标、S被一分别表示标准、被检热电偶在某检定点温度的微分热电动势。例2在1000C时，N型热电偶示值误差计算。在1000C附近测得标准钳铭10一钳热电偶的热电动势算术平■均e标值为9.558mV被检N型热电偶的热电动势算术平■均e被为36.274mV。从标准热电偶检定证书中查得1000C时热电动势e标为9.581mV;求被检N型热电偶在1000C时的误差。从热电偶微分热电动势表中查得1000C时，标准与被检热电偶1C分别相当丁0.012mV;0.039mV。从N型热电偶分度表中查得1000C时热电动势为36.256mV,将以上数据代入下式，可计算误差值。即：则热电偶在1000C时示值误差：(C)其修正值为-2.4C四检定结果处理和检定周期16经检定符合本规程要求的热电偶发给检定证书；不合格的热电偶，发给检定结果通知书如有需要，可给出热电偶在各检定点的修正值。17热电偶的检定周期一般为半年，特殊情况下可根据使用条件来确定。附录1热电偶用补偿导线的检定方法1补偿导线的热电特性符合下表要求:热电动势允KCAKCAKXNCNXEXJX100C热电允差」动势(mV普通级精密级4.0964.0964.0962.7742.7746.3195.269100uV(2.5C)夫100uV(2.5C)100uV(2.5C)100uV(2.5C)100uV(2.5C)200uV(2.5C)140uV(2.5C)60uV(1.5C)60uV(1.5C)60uV(1.5C)60uV(1.5C)60uV(1.5C)120uV(1.5C)85uV(1.5C)200C热电偶测量端温度热电允差动势(mV普通级精密级100uV60uV(2.5C)—(1.5C)—8.138100uV60uV900C—(2.5C)(1.5C)900C8.138100uV60uV900C5.913(2.5C)(1.5C)900C5.913100uV60uV900C13.421(2.5C)(1.5C)500C10.779200uV120uV500C(2.5C)(1.5C)140uV85uV(2.5C)(1.5C)夫括号内温度是按上表所列热电偶测量端温度的微分热电动势计算的2一般用补偿导线检定100C点，耐热用补偿导线检定100C、200C点，也可根据需要在其他温度点检定。3将补偿导线的两端的护层和绝缘层去除10〜20mm并将两个电极表面绝缘活除干净，使其一端焊接成一支热电偶，然后参照本规程第10条进行检定。附录PAGE\*MERGEFORMAT#带补偿导线热电偶的检定方法本方法适用丁K、N、E、J型热电偶，接上补偿导线后整体进行检定。只限检定皿级允差热电偶。须选用经检定的延长型补偿导线，允差为：（100土0.2C）参考接点温度不得超过100C。热电偶长度不小丁350mm热电偶加补偿导线的总长度不小750mm参照本规程第三章进行检定。管式炉炉温温场测试方法本方法适用丁300〜1300C范围内管式炉温场测试。管式炉的技术要求应符合5.5款要求。测试设备应符合4条、5.6、5.8款要求。定位块尺寸如图1,材料为耐火材料将定位块装入管式炉两端，使其与炉端帖紧，并装好控温热电偶（从4号孔插入）。将两支二等标准热电偶插入定位块中，使测量端处丁炉轴线中点截面处，在标准热电偶绝缘管与定位块外端面相交点，用陶铸铅笔做一记号，作为坐标“0”点，从此点分别向工作端和参考端每隔10mM故一记号，标上+5〜-5坐标，坐标示意图如图2所示。图1定为块示意图图2检定炉坐标示意图6将两支标准热电偶（简称标1和标2）插入定位块中，并连接好线路，测量两标准偶的热电动势值。将炉温升到（1000土5）C时，待包定后，依次测量标1和标2的热电动势，测量次数不应小丁4次，在此测量时间内，管式炉内温度变化不得超过土0.25Co轴向温场测量：将标1和标2分别插入1孔和2孔，并使标1工作端处丁0坐标点，再分别使标2处丁-5、-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4、5各点，分别测得标1和标2的热电动势，以标1为标准，以标2为被测，将标1在0坐标点测得的热电动势值均修正到1000C点，并将标2在坐标点修正后的热电动势值，换算成温度，即为轴向温场分布。径向温场测量：使标1和标2处丁同一截面上，标1置丁炉轴线上不动，分别将标2置丁炉内此截面上、下、左、右四点测量标1和标2的热电动势值，此测量共在-2、-1、0、1、2五个坐标的截面上进行。以标1为标准，以标2为被测，将标1在一截面测得的热电动势值修正到1000C，并将标2在该截面上、下、左、右各点测得的热电动势值，换算成温度值，即为该截面的径向温场分布。标准钳铭10一钳热点偶在0〜1300C范围内，整白度的热电动势和温度对照表编制方法1将标准钳铭10一钳热点偶检定证书上给出的锌、铝(的、铜三个温度点的热点动势值，填入表1,并计算其在三个温度点与标准分度表值之差，分别计为△E1、z\E2、AE^2标准钳铭10一钳热点偶的系数a.b.c,用表1中^E1、△E2、△E3标准钳铭10一钳热点偶的热点动势E(t)和S型热电偶标准分度表值E3(t)的差值计算：△E(t)=E(t)-ES(t)=a+bt+ct.(1)表1序号凝固点温度t(C)标准热电偶检定证书值Ei(t)3V)S型分度表值Es(t)(pV)△Ei3V)1锌419.533446.89△E12铝660.325860.13△E22630.635552.80△E23铜1084.610574.80△E32.1在检定证书上给出锌、铝、铜点时，用式(2)修系数。a=4.47201-AE1-4.45367-AE2+0.981667-AE3b=-0.0108956-AE1+0.0147221-AE2-0.00382658-AE3c=6.24408X10-6-AE1-9.78770X10-6-z\E2+3.54362X10-6•△E3(2)2.2在检定证书上给出锌、铝、铜点时，用式(3)修系数。a=4.87164-AE1-4.74785•AE2+0.87205-AE3b=-0.0122166-AE1-0.0156946-AE2-0.00347797-AE3(3)c=7.12235X10-6•AE1-10.43420X10-6•ZXE2+3.31186X10-6•AE3将系数a.b.c代入(1),可得出所求正白度点的^E(t)值。根据式(1)导出式(4):E(t)=Es(t)+AE(t)(4)由此可求出标准钳铭10一钳热点偶在整白度点的热电动势值。例N074304标准钳铭10一钳热点偶在锌、锦、铜三个点上的热点动势值分别为：E1=3444VE2=5546VE3=10566V求系数a.b.c和1200C时该标准热点偶的热电动势值。将E1.E2.E3填入表1中，求得：△E1=-2.9△E2=-6.8△E3=-8.8用式（3）求a.b.c系数，求得:a=10.44702b=-0.0406889c=21.15337X10在t取1200C时，将a.b.c代入(1)式，用^EM)=a+bt+ct求得△E伽。=-7.9V)将^E(t)代入(4)式中：E(t)=ES(t)+△E(t)E1200=ES(1200)+△E(1200)=11951-7.9=11943(pV)No74-304标准钳铭10一钳热点偶在1200C时热电动势值为11943V。