提质降耗﹑提高测量精度在热电偶检定技术中的应用

摘要：配合新检定规程“JJG141-2000”的宣传实施和“热电偶、热电阻自动检定系统校准规范”的已经出台,我们检测中心本着为公司工作着想并认真负责的态度为出发点,在高温检定新设备试验将人工操作带来的人为误差逐渐完善的同时,经过近两年的工作实践与摸索,改进了人工检定工业用热电偶检定方法,将原来人工繁琐的升温 调试 看守 稳定 计算方法更新为自动化升温﹑控制﹑检定及数据处理的自动化方法,避免了人工操作带来的人为误差,不仅提高了检定的准确度,而且大大缩短了检定时间,起到了节能降耗的作用,提高了热电偶的检定准确度,保证了量值传递的准确无误.

关键词：自动化检定系统 提质降耗 检定时间 检定准确度 量值传递

中图分类号：O472+.7 文献标识码：A 文章编号：

1.研究目的：1.1减小系统误差1.2提高测量精度1.3缩短升温测试时间1.4节能降耗

2.范围：感温元件工业用热电偶的自动化检定.

3.意义：解决困扰公司计量检定工作多年的热电偶人工检定难题.

4.理由：伴随高科技的发展,用计算机代替人工操作.

5.动机：充分达到提质降耗的目的.

6.背景：伴随公司对军工产品质量的重视与投入,中心计量工作正在逐渐完善.

7.解决问题：尽快掌握热电偶自动化鉴定系统的检定方法,从而达到节能降耗的目的.

我中心自2004年10月从中国航空工业第一集团公司北京长城计算测试技术研究所引进TCM–3热电偶自动检定系统以来,通过对数百支K型、S型、E型热电偶近百炉的科学实验,摸索了很多实践经验.

一.TCM–3热电偶自动检定系统组成：

TCM–3热电偶自动检定系统由:

1. 参数设 2. 数据浏览3. 辅助计算 4. 炉中退火5. 系统校验6. 环境检测7. 热电偶检定8. 数据处理及打印

功能组成,并完全符合中华人民共和国国家计量检定规程JJG351-96、JJG141-2000、JJG668-97、JJG75-95和JJG167-95的要求.

这一检定系统以计算机为主控单元,配合多路数据采集系统(数字多用表和扫描开关)和闭路温度控温系统(控温仪、检定炉和控温偶)组成.计算机按检定规程要求将控温曲线和控温参数送给温度控制系统,温度控温系统会自动控温、升温和恒温,同时计算机通过数据采集系统检测实际炉温情况,一旦满足检定规程检定条件要求就将标准偶和被检偶的数据读入计算机计算、处理、保存.

二.测试试验部分：

2.1所用仪器:

TCM-3自动化热电偶检定系统装置包括:数字多用表、通道扫描开关、数显控温仪、LT-1型检定炉、控温偶、冰点瓶、铂电阻、电脑、激光打印机.

2.2 试验标准器:

2.2.1一等标准铂铑10-铂热电偶一支.

2.2.2二等标准铂铑10-铂热电偶一支.

2.3 试验被检计量器具:

2.3.1Ⅱ级工业用铂铑10-铂热电偶一支.

2.3.2 Ⅱ级工业用镍铬-镍硅热电偶一支.

2.4试验方法:

2.4.1作一炉Ⅱ级工业用铂铑10-铂热电偶检定试验过程

2.4.1.1 严格按照工业用贵金属热电偶检定规程JJG141-2000要求清洗、捆扎和装炉,装炉必须保证不要碰炉壁,控温偶和标准偶在同一径向温场上[1].

2.4.1.2 按测量线号可靠连接.

2.4.1.3 热电偶的参考端必须处于同一温场内,如选用自动补偿还需将冷端补偿电阻置于同一温场内.

2.4.1.4 连接好各部件连线后,分别打开数字电压表、控温仪、扫描开关和计算机电源.

2.4.1.5 运行检定系统软件.

经过装炉、设定、升温、检查通道是否正常,看升温曲线是否正常几大步骤后,开始正常检定,从偶丝直径判定自动设定所需的检定点,逐到高温检定,经过恒温延时白 蓝 白(3~5~7分钟)[2],满足检定规程要求,曲线正常.

进入自动读数、采样、计算机自动计算出结果并打印,检定完成后,看测得的数据误差结果是满足精度要求,即可判断是否合格.

2.4.1.6 经判断符合工业用Ⅱ级贵金属热电偶的量值传递.

三.作一炉Ⅱ级工业用镍铬-镍硅热电偶检定试验

执行廉金属热电偶检定规程JJG351-96[3],过程同上.过程结束后,即可判定符合工业用Ⅱ级廉金属热电偶的量值传递.

四.对 “自动化TCM-3热电偶检定系统” 不确定度详细评定建立计量标准

即二等标准“二等铂铑10-铂热电偶” 标准装置度,并对本装置影响测量的各分量进行不确定度评定:

在热电偶测量不确定度的标准装置中,经分析确定各项来源,并对各项不确定度的分量进行评定[4].

4.1 测量标准重复性Sn=0.037℃ ，则不确定度UA=

4.2 二等标准铂铑10—铂热电偶传递误差引入的不确定度.

二等标准偶规定的传递误差为±1℃,并经上级检定合格,设概率为均匀分布,其标准不确定度为:UB1===5.8℃

4.3 数字多用表2000型准确度等级0.001级

说明书给出其误差为小于4μν,按均匀分布,则不确定度为:

UB1 ===0.23℃

4.4 参考端恒温器允许误差(0±0.1) ℃,规定要求自检合格,按均匀分布,则不确定度为:

UB3===0.058℃

4.5通道扫描开关测量时引起的不确定度小于0.4μν,说明书给出并经上级检定合格.按均匀分布,则不确定度为:

UB4===0.023℃

六.试验结果表明：

应用自动化检定技术一炉热电偶所用的时间比人工检定所用的时间缩短一半，大大加快了热电偶检定速度，达到了节能的目的，应用自动化技术标准装置，不确定度也比以前人工检定装置减小了许多，真正提高了热电偶测量准确度，并经黑龙江省国防科工委考核合格，可以开展对工业热电偶的检定，应用自动化检定技术，是目前我国试验室检定热电偶降耗比较理想的新方法。

参考文献：

[1]工业用廉金属热电偶检定规程JJG141-2000

[2]TCM-3热电偶自动检定系统使用说明书

[3]工业用廉金属热电偶检定规程JJG351-96

[4]GJB3756-99测量不确定度的表示及评定

作者简介：

李红革 女1966年12月29日 于1987年毕业于中原机械工业学校工程师

富尧 女 1979年01月05日 于2001年毕业于佳木斯大学 信息电子工程学院工程师