Apa metode pengukuran yang benar untuk kalibrasi termokopel?

Regulasi kalibrasi termokopel mensyaratkan bahwa terminal referensi dari termokopel standar dan termokopel yang diuji diperkenalkan ke dalam {{0}} derajat selama kalibrasi. Untuk termokopel logam yang berharga (tanda skala R, B, B) yang digunakan dalam pekerjaan kalibrasi, kabel termokopel yang diuji lembut dan mudah dipenuhi; Namun, untuk termokopel logam berbiaya rendah yang digunakan dalam pekerjaan kalibrasi, karena diameter yang relatif besar dari sebagian besar termokopel, sulit untuk secara langsung memperkenalkan ujung referensi menjadi 0 derajat. Oleh karena itu, kabel kompensasi sering digunakan untuk memperkenalkan ujung bebas termokopel ke titik beku, dan kemudian kabel tembaga digunakan untuk membawanya ke kisaran tegangan multimeter digital presisi tinggi untuk pengukuran.

Metode pengukuran yang benar untuk proses kalibrasi termokopel ditunjukkan pada Gambar 1:

Gambar 1 Metode pengukuran yang benar selama proses kalibrasi termokopel

1. Koneksi umum yang salah dari kabel kompensasi

① Dipercayai bahwa dengan kabel kompensasi, titik beku dapat dihilangkan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2 Metode Pengukuran Kesalahan Tidak Menggunakan Titik Beku Selama Proses Kalibrasi Termokopel

② Dipercayai bahwa menghubungkan kabel kompensasi lebih baik, tidak hanya antara termokopel dan titik beku, tetapi juga antara titik beku 0 derajat dan multimeter digital presisi tinggi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.

Saat memeriksa termokopel pada Gambar 3, gunakan kawat kompensasi antara 0 derajat dan tabel fungsi digital

Di bawah ini adalah analisis kesalahan yang dihasilkan oleh dua formulir kabel ini (dengan asumsi tidak ada kesalahan kompensasi dalam kabel kompensasi):

Ketika terhubung dengan benar (lihat Gambar 1), jika jenis termokopel adalah Y dan kawat kompensasi adalah YX, menerapkan hukum konduktor menengah, tegangan yang diterima oleh multimeter digital presisi tinggi dapat diperoleh sebagai:

Ez {{0}} ey (t1, t3)+eyx (t3, t 0) ​​= ey (t1, t0) ------- Formula 1

Suhu T1 di ujung kerja termokopel adalah tepatnya potensi termoelektrik relatif terhadap derajat 0, dan pembacaan dapat secara langsung dibandingkan dengan skala untuk menentukan apakah memenuhi persyaratan.

Untuk situasi pada Gambar 2, menerapkan hukum konduktor menengah, tegangan yang diterima oleh multimeter digital presisi tinggi adalah:

Ez=ey (t1, t3)+eyx (t3, t2)=ey (t1, t2) ------- rumus 2

Dibandingkan dengan Persamaan (1), suhu lingkungan input T2 dari instrumen pengukuran listrik persis berbeda dari potensi di 0 derajat:

Ey (t1, t 0) - ey (t1, t2)=ey (t2, t 0) --------------- rumus 3

Jika hasil verifikasi lebih rendah dari nilai potensial aktual dari termokopel sesuai dengan situasi pada Gambar 2, perbedaannya adalah potensi suhu sekitar termokopel relatif terhadap derajat 0.

Untuk situasi pada Gambar 3, menerapkan hukum konduktor menengah, tegangan yang diterima oleh multimeter digital presisi tinggi adalah:

EZ{{0}}EY (T1, T3)+EYX (T3, T0) - EYX (T0, T2)=EY (T1, T0) - EYX (T0, T2) ------- Formula 4

Dari hasil jam kerja, meskipun titik beku ditambahkan, multimeter digital presisi tinggi dikompensasi secara terbalik dengan menghubungkan kawat kompensasi dari titik beku. Hasil akhir sama dengan Gambar 2, di mana nilai yang diukur lebih rendah dari nilai potensial aktual dari termokopel, dan perbedaannya masih merupakan potensi suhu sekitar termokopel relatif terhadap derajat 0.

2. Sarankan menggunakan termokopel alih -alih kompensasi kawat

Dalam kalibrasi termokopel, kabel kompensasi sering digunakan untuk kabel penghubung dari termokopel logam berbiaya rendah, tetapi akurasi kabel kompensasi termokopel umumnya tidak tinggi. Menurut standar nasional yang relevan, toleransi kabel kompensasi untuk termokopel tingkat presisi adalah ± 2,5 derajat untuk S-Coles dan ± 1,5 derajat untuk kopel-k. Ini memperkenalkan terlalu banyak kesalahan untuk kalibrasi termokopel dan dapat mengakibatkan hasil yang tidak memenuhi syarat untuk termokopel yang memenuhi syarat.

Tujuan menggunakan kabel kompensasi termokopel dalam kalibrasi adalah untuk mengkompensasi suhu T3 pada terminal output termokopel ke t 0 yang diperlukan ({0 derajat) untuk kalibrasi (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1). Menurut praktik, untuk kalibrasi termokopel logam berbiaya rendah, tingkat kerja I φ 0. 5mm koneksi kawat termokopel digunakan, dengan diameter kawat yang fleksibel, kabel mudah, dan biaya rendah. Termokopel grade I, sebagai kabel kompensasi, harus menjalani kalibrasi dan memperkenalkan nilai koreksi, jika tidak mereka akan menimbulkan kesalahan (0. 4-1. 5) derajat; Untuk kalibrasi termokopel logam mulia (terutama termokopel tipe S dan R dengan panjang {{1 0}} mm, yang tidak dapat ditempatkan secara langsung dalam termostat akhir referensi karena kabel yang dapat digunakan untuk kawat-kawat yang sama), kawat-kawat yang sama dengan kawat yang sama), dengan kawat polaritas yang sama dengan kawat, dengan toleransi, dengan toleransi, dengan kawat polaritas yang sama), dengan kawat polaritas yang sama), dengan kawat polaritas yang sama), kawat polaritas yang sama (dengan toleransi dengan toleransi), kawat termokopel polaritas yang sama (dengan toleransi dengan toleransi), sebuah level polaritas yang sama dengan ± 1 m. Kabel termokopel ke kutub positif dan negatif dari termokopel yang diuji, dan efeknya sangat ideal. Penggunaan kabel termokopel untuk verifikasi termokopel logam mulia memang ideal, tetapi biayanya tidak rendah. Kabel kompensasi yang sesuai juga dapat digunakan, tetapi harus dikalibrasi dan hanya digunakan setelah koreksi memiliki signifikansi praktis.

Secara teori, menurut hukum konduktor homogen termokopel, potensi termoelektrik dari konduktor homogen hanya terkait dengan suhu di persimpangan kedua ujungnya, dan tidak tergantung pada distribusi suhu di sepanjang elektroda panas. Jadi termokopel secara langsung terhubung dengan kawat termokopel, dan dua elektroda termokopel memanjang langsung dari kawat termokopel ke titik beku, tanpa mempertimbangkan suhu menengah T3 (lihat Gambar 1).

Menggunakan kabel kompensasi untuk koneksi, diperlukan bahwa suhu dua ujung koneksi termokopel konsisten di T3. Namun, dalam verifikasi aktual, ujung bebas termokopel terletak di ujung tungku verifikasi, dan suhu di ujungnya sangat tinggi. Pengaruh radiasi dan perpindahan panas konvektif pada area sekitarnya adalah signifikan, sehingga sulit untuk mencapai suhu yang konsisten di ujung bebas termokopel yang diverifikasi. Jadi dalam proses verifikasi, kesalahan yang disebabkan oleh suhu yang tidak konsisten di ujungnya dimasukkan ke dalam hasil verifikasi termokopel. Dengan menghubungkan dengan kabel termokopel, bahkan jika suhu di ujung bebas termokopel tidak konsisten, itu tidak mempengaruhi hasil kalibrasi.

3. Pemilihan dan Penggunaan Kabel Tembaga

Perkenalkan ujung bebas termokopel ke titik beku, dan sambungkan ke ujung pengukuran multimeter digital presisi tinggi menggunakan kabel tembaga dari titik beku. Beberapa peraturan kalibrasi termokopel memiliki ketentuan seperti itu, sementara yang lain tidak. Menurut peraturan verifikasi "termokopel logam berbiaya rendah untuk pekerjaan", secara eksplisit diperlukan bahwa kabel timbal dari ujung referensi termokopel harus dihubungkan menggunakan kabel tembaga dengan bahan yang sama, dan kontak harus baik; Meskipun peraturan verifikasi untuk "termokopel logam mulia untuk pekerjaan" menetapkan dalam diagram skematik dari prinsip verifikasi bahwa ujung referensi dari termokopel perlu dihubungkan ke sakelar konversi (sakelar arah), mereka tidak menentukan jenis kawat timbal yang digunakan. Oleh karena itu, beberapa personel telah menambahkan detail yang tidak perlu dan menggunakan kabel kompensasi (kesalahan yang disebabkan telah dianalisis di atas).

Persyaratan untuk kabel timbal terminal referensi termokopel cukup ketat. Kabel yang terhubung ke dua kutub termokopel harus dipotong menjadi dua bagian menggunakan kawat tembaga yang sama dan terhubung ke terminal referensi dari dua kutub dari termokopel masing -masing (resistivitas kawat tembaga pada 2 0 derajat harus kurang dari 0,01724 μ ω m). Karena mereka bukan kawat tembaga yang sama, meskipun resistivitas mereka memenuhi persyaratan, ada juga perbedaan di antara mereka. Oleh karena itu, pasangan yang terdiri dari dua kabel tembaga akan menghasilkan potensi termoelektrik tambahan dalam sirkuit termokopel di bawah pengaruh perbedaan suhu. Besarnya gaya elektromotif ini terkait dengan perbedaan material antara dua kabel tembaga dan perbedaan suhu antara dua ujung kabel tembaga, yang akan menimbulkan kesalahan tertentu ke dalam termokopel yang diuji.

Selain itu, koneksi antara kawat tembaga dan terminal referensi elektroda termokopel harus memiliki kontak yang baik. Telah terbukti bahwa metode menggunakan mulut ikan untuk menjepit masih banyak diadopsi oleh banyak personel kalibrasi. Namun, metode ini akan memperkenalkan kesalahan {{0}}. 5-1. 0 derajat dalam sirkuit deteksi, dan kesalahan ini bukan nilai tetap, kadang -kadang cukup untuk mempengaruhi penilaian hasil kalibrasi.