Phương pháp đo chính xác để hiệu chuẩn cặp nhiệt điện là gì?
Để lại lời nhắn
Quy định hiệu chuẩn cặp nhiệt điện yêu cầu các thiết bị đầu cuối tham chiếu của cặp nhiệt điện tiêu chuẩn và cặp nhiệt điện được thử nghiệm được đưa vào {{0}} độ trong khi hiệu chuẩn. Đối với các cặp nhiệt điện kim loại quý (các điểm tỷ lệ S, R, B) được sử dụng trong công việc hiệu chuẩn, các dây của các cặp nhiệt điện được thử nghiệm rất mềm và dễ dàng để dây; Tuy nhiên, đối với các cặp nhiệt kim loại chi phí thấp được sử dụng trong công việc hiệu chuẩn, do đường kính tương đối lớn của hầu hết các cặp nhiệt điện, rất khó để giới thiệu trực tiếp đầu tham chiếu ở 0 độ. Do đó, các dây bù thường được sử dụng để đưa đầu tự do của cặp nhiệt điện vào điểm đóng băng, và sau đó dây đồng được sử dụng để dẫn nó ra phạm vi điện áp của một đồng hồ vạn năng kỹ thuật số có độ chính xác cao để đo.
Phương pháp đo chính xác cho quá trình hiệu chuẩn cặp nhiệt điện được thể hiện trong Hình 1:
Hình 1 Phương pháp đo chính xác trong quá trình hiệu chuẩn cặp nhiệt điện
1. Các kết nối không chính xác thông thường của dây bù
Người ta tin rằng với các dây bù, điểm đóng băng có thể được loại bỏ, như trong Hình 2.
Hình 2 Phương pháp đo lỗi không sử dụng điểm đóng băng trong quá trình hiệu chuẩn cặp nhiệt điện
Người ta tin rằng việc kết nối các dây bù là tốt hơn, không chỉ giữa cặp nhiệt điện và điểm đóng băng, mà còn giữa điểm đóng băng 0 và vliceter kỹ thuật số có độ chính xác cao, như trong Hình 3.
Khi kiểm tra cặp nhiệt điện trong Hình 3, hãy sử dụng dây bù giữa 0 và bảng chức năng kỹ thuật số
Dưới đây là một phân tích về các lỗi được tạo ra bởi hai dạng dây này (giả sử không có lỗi bù trong dây bù):
Khi được kết nối một cách chính xác (xem Hình 1), nếu loại cặp nhiệt điện là y và dây bù là yx, áp dụng định luật của dây dẫn trung gian, điện áp được chấp nhận bởi đồng hồ vạn năng kỹ thuật số có độ chính xác cao có thể được lấy là:
EZ {{0}} EY (T1, T3)+EYX (T3, T 0) = EY (T1, T0) -------
Nhiệt độ T1 ở đầu làm việc của cặp nhiệt điện chính xác là tiềm năng nhiệt điện so với mức 0 và việc đọc có thể được so sánh trực tiếp với thang đo để xác định xem nó có đáp ứng các yêu cầu hay không.
Đối với tình huống trong Hình 2, áp dụng định luật của dây dẫn trung gian, điện áp được chấp nhận bởi đồng hồ vạn năng kỹ thuật số có độ chính xác cao là:
EZ=EY (T1, T3)+EYX (T3, T2)=EY (T1, T2) ------- Công thức 2
So với phương trình (1), nhiệt độ môi trường đầu vào T2 của dụng cụ đo điện hoàn toàn khác với tiềm năng ở mức 0:
EY (T1, T 0) - EY (T1, T2)=EY (T2, T 0) --------------- Công thức 3
Nếu kết quả xác minh thấp hơn giá trị tiềm năng thực tế của cặp nhiệt điện theo tình huống trong Hình 2, thì sự khác biệt là tiềm năng của nhiệt độ môi trường của cặp nhiệt điện so với mức độ 0.
Đối với tình huống trong Hình 3, áp dụng định luật của dây dẫn trung gian, điện áp được chấp nhận bởi đồng hồ vạn năng kỹ thuật số có độ chính xác cao là:
EZ {{0}}} ey
Từ kết quả của giờ làm việc, mặc dù điểm đóng băng đã được thêm vào, đồng hồ vạn năng kỹ thuật số có độ chính xác cao đã được bù ngược bằng cách kết nối một dây bù từ điểm đóng băng. Kết quả cuối cùng giống như Hình 2, trong đó giá trị đo được thấp hơn giá trị tiềm năng thực tế của cặp nhiệt điện và sự khác biệt vẫn là tiềm năng của nhiệt độ môi trường xung quanh của cặp nhiệt điện so với mức 0.
2. Đề xuất sử dụng cặp nhiệt điện thay vì bù dây
Trong hiệu chuẩn cặp nhiệt điện, dây bù thường được sử dụng cho các dây kết nối của các cặp nhiệt điện kim loại giá rẻ, nhưng độ chính xác của dây bù nhiệt thường không cao. Theo các tiêu chuẩn quốc gia có liên quan, khả năng chịu đựng các dây bù cho các cặp nhiệt độ chính xác là ± 2,5 độ đối với các cặp S và ± 1,5 độ đối với các cặp K. Điều này giới thiệu quá nhiều lỗi cho hiệu chuẩn cặp nhiệt điện và có thể dẫn đến kết quả không đủ tiêu chuẩn cho các cặp nhiệt điện đủ điều kiện.
Mục đích của việc sử dụng dây bù cặp nhiệt trong hiệu chuẩn là bù nhiệt độ T3 tại thiết bị đầu ra của cặp nhiệt điện với T 0 (0 độ) để hiệu chuẩn (như trong Hình 1). Theo thông lệ, để hiệu chuẩn các cặp nhiệt điện kim loại chi phí thấp, một lớp I làm việc I 0. Kết nối dây nhiệt 5 mm được sử dụng, với đường kính dây linh hoạt, dây dễ dàng và chi phí thấp. Các cặp nhiệt độ I, dưới dạng dây bù, phải trải qua hiệu chuẩn và giới thiệu các giá trị hiệu chỉnh, nếu không chúng sẽ đưa ra các lỗi của (0. 4-1. 5); Đối với hiệu chuẩn của các cặp nhiệt điện kim loại quý (đặc biệt là các cặp nhiệt điện loại S và R có chiều dài {{1 0}} mm, không thể đặt trực tiếp vào bộ điều nhiệt đầu tiên của chúng. Để kết nối các dây cặp nhiệt điện với các cực dương và âm của cặp nhiệt điện được thử nghiệm, và hiệu ứng rất lý tưởng. Việc sử dụng dây nhiệt điện để xác minh các cặp nhiệt kim loại quý thực sự là lý tưởng, nhưng chi phí không thấp. Dây bù tương ứng cũng có thể được sử dụng, nhưng chúng phải được hiệu chuẩn và chỉ được sử dụng sau khi hiệu chỉnh có ý nghĩa thực tế.
Về lý thuyết, theo định luật dây dẫn đồng nhất của cặp nhiệt điện, tiềm năng nhiệt điện của dây dẫn đồng nhất chỉ liên quan đến nhiệt độ ở điểm nối của hai đầu và không phụ thuộc vào phân bố nhiệt độ dọc theo điện cực nóng. Vì vậy, cặp nhiệt điện được kết nối trực tiếp với dây cặp nhiệt điện và hai điện cực của cặp nhiệt điện mở rộng trực tiếp từ dây cặp nhiệt đến điểm đóng băng, mà không xem xét nhiệt độ trung gian T3 (xem Hình 1).
Sử dụng dây bù để kết nối, cần có nhiệt độ của hai đầu kết nối của cặp nhiệt điện phù hợp ở T3. Tuy nhiên, trong xác minh thực tế, đầu cuối của cặp nhiệt điện nằm ở cuối lò xác minh và nhiệt độ ở cuối rất cao. Ảnh hưởng của bức xạ và truyền nhiệt đối lưu đối với khu vực xung quanh là rất đáng kể, gây khó khăn cho việc đạt được nhiệt độ nhất quán ở cuối cùng của cặp nhiệt điện được xác minh. Vì vậy, trong quá trình xác minh, lỗi gây ra bởi nhiệt độ không nhất quán ở các đầu được kết hợp vào kết quả xác minh của cặp nhiệt điện. Bằng cách kết nối với dây cặp nhiệt điện, ngay cả khi nhiệt độ ở cuối tự do của cặp nhiệt điện không nhất quán, nó không ảnh hưởng đến kết quả hiệu chuẩn.
3. Lựa chọn và sử dụng dây đồng
Giới thiệu phần cuối tự do của cặp nhiệt điện vào điểm đóng băng và kết nối nó với đầu đo của đồng hồ vạn năng kỹ thuật số có độ chính xác cao bằng cách sử dụng dây đồng từ điểm đóng băng. Một số quy định hiệu chuẩn cặp nhiệt điện có các quy định như vậy, trong khi các quy định khác thì không. Theo các quy định xác minh của "cặp nhiệt điện kim loại chi phí thấp cho công việc", nên yêu cầu rõ ràng rằng dây dẫn của đầu tham chiếu cặp nhiệt điện nên được kết nối bằng cách sử dụng dây đồng của cùng một vật liệu và tiếp xúc phải tốt; Mặc dù các quy định xác minh cho "cặp nhiệt điện kim loại quý cho công việc" quy định trong sơ đồ của nguyên tắc xác minh rằng đầu tham chiếu của cặp nhiệt điện cần được kết nối với công tắc chuyển đổi (công tắc hướng), chúng không chỉ định loại dây dẫn nào sẽ sử dụng. Do đó, một số nhân viên đã thêm các chi tiết không cần thiết và sử dụng dây bồi thường (các lỗi gây ra đã được phân tích ở trên).
Các yêu cầu cho các dây dẫn của thiết bị đầu cuối tham chiếu cặp nhiệt điện khá nghiêm ngặt. Các dây được kết nối với hai cực của cặp nhiệt điện phải được cắt thành hai phần bằng cùng một dây đồng và được kết nối với các đầu nối tham chiếu của hai cực của cặp nhiệt điện tương ứng (điện trở của dây đồng ở 2 0 độ nhỏ hơn 0,01724 · · m). Bởi vì chúng không phải là cùng một dây đồng, mặc dù điện trở suất của chúng đáp ứng các yêu cầu, cũng có sự khác biệt giữa chúng. Do đó, cặp bao gồm hai dây đồng sẽ tạo ra tiềm năng nhiệt điện bổ sung trong mạch cặp nhiệt điện dưới ảnh hưởng của chênh lệch nhiệt độ. Độ lớn của lực điện động này có liên quan đến sự khác biệt về vật liệu giữa hai dây đồng và chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu của dây đồng, sẽ đưa ra một số lỗi nhất định vào cặp nhiệt điện đang được kiểm tra.
Hơn nữa, kết nối giữa dây đồng và đầu cuối tham chiếu của điện cực cặp nhiệt điện phải có tiếp xúc tốt. Nó đã được chứng minh rằng phương pháp sử dụng miệng cá để kẹp vẫn được áp dụng rộng rãi bởi nhiều nhân viên hiệu chuẩn. Tuy nhiên, phương pháp này sẽ giới thiệu một lỗi của {{0}}.
