淺談溫度系統如何正確校準

翁紅波

摘 要：簡述分立元件法校準和在線原位校準的優缺點，介紹在線原位校準的三種方式得出溫度系統的正確校準方法：分立元件法校準（或稱離線校準）和在線原位校準。目前多數采用分立元件法。

關鍵詞：溫度系統；分立元件法校準；在線原位校準

1 國內外發展現狀

在國外，溫度系統已不再用離線校準，而使用在線原位校準，技術、設備都較成熟，已應用于航空航天工業，汽車工業，鋼鐵，化工等很多領域。被國際廣泛參照和認可的美國國家標準AMS2750，在1980年首發就提出溫度系統校準（簡稱SAT）概念，用于溫度系統校準的設備研發領域也得到長足發展，如早先的HART和現在的FLUKE，都是享譽國際的品牌。

在國內，到目前為止還沒有一套完整的規范指導或參照執行。極少開展的單位也只能依照各自的企標，所用于溫度系統的在線原位校準設備也從國外進口。

2 溫度系統的分立元件法校準

溫度系統的分立元件法校準也稱為離線校準。根據國家標準，溫度系統中的傳感器（熱電偶或鉑電阻）從安裝位置取下來，送計量部門校準合格后再返回工作現場。測量儀表不需要拆卸，現可以用過程校驗儀在現場校準。但我們發現經計量部門校準合格的儀表和傳感器，組合成溫度系統時兩者的綜合誤差卻較大，在現場使用效果不佳。分析其原因：使用過程中熱電偶容易發生腐蝕老化，導致偶絲不均質，引起誤差；熱電偶保護管的絕緣物為MgO粉末，當溫度超過800℃時，其絕緣強度急劇降低，當溫度超過1000℃時，其絕緣強度很低，極易發生誤差。即出現熱電偶校準合格，使用中卻出現超差現象。

3 溫度系統的在線原位校準

為了克服離線校準的一些弊端，需引進在線原位校準。所謂在線原位校準：即在現場實時工作狀態下進行溫度系統校準，利用現場加熱設備做熱源或經權威計量部門校準的標準器在現場對溫度系統實施在線原位校準。常見的在線原位校準有下面三種方式。

⑴干體爐校準，目前使用最頻繁的在線原位校準的方式。干體爐一般為國外廠家生產的低溫、中低溫和高溫干體爐，性能指標優越，能滿足現場使用條件。特點：便攜，升降溫快速，可以對多數型號和類型的溫度傳感器進行校準。校準人員在現場將溫度系統的溫度傳感器插入干體爐中，當溫度到達校準溫度并穩定后，記錄溫度讀數就可以了。

⑵熱管恒溫槽，溫度范圍（50℃～300℃），溫場均勻度為0.06℃。針對航空專用的短型溫度傳感器校準需要傳熱介質熱容量大和便于攜帶的特點，本單位利用熱管技術，研發了熱管恒溫槽。其原理是把一定數量的液態工質密封在金屬腔體內，在腔體下端將工質加工至蒸發，攜帶熱量的工質蒸汽流向腔體上端，在熱量傳遞給金屬腔壁向外散發的同時，工質蒸汽冷凝液體，在重力的作用下又流回加熱端，再被加熱變成蒸汽，周而復始地自動運行。熱管恒溫槽校準技術解決了航空環控、燃油等專業試驗臺的溫度系統現場校準，還可運用于航空各機載設備以及特種行業中溫度系統的在線校準。

⑶便攜式在線校準儀和帶有校準孔的熱電偶，主要針對熱處理爐的溫度系統。GJB509B熱處理工藝質量控制要求：溫度系統校驗應在爐子處于穩定狀態下，與被校傳感器的測量端的距離必需小于76mm。為此，適應熱處理工藝質量要求，對此溫度系統在線原位校準不能使用常用的方式，需用便攜式在線校準儀和帶有校準孔的熱電偶。便攜式在線校準儀組成：高精度的Ⅰ級N型或K型傳感器、高精度補償導線和0.2級以上的高精度便攜式數顯儀表。帶有校準孔的熱電偶，這種傳感器可用于對爐溫的控制和記錄，又可在需要進行溫度系統校準時，提供校準孔。兩者配合使用，可以隨時監控溫度變化情況，又能適應和滿足各種溫度系統的準確度要求，十分方便實用。

4 結束語

為了提高產品質量、節能降耗，企業對溫度系統的準確度要求越來越高。現存的分立元件校準方式遠不能滿足生產與科研需要，對溫度系統必需在線原位校準。采用本文提到的方式，可以正確校準目前大多數溫度系統。