關于檢定短型熱電偶方法的幾點思考

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摘要：隨著我國科學技術和市場經濟的快速發展，越來越多測量技術、測量元件、測量方式應運而生，其中，短型熱電偶的應用深受歡迎，為了保證短型熱電偶應用價值和優勢，需通過專業檢定單位進行必要的短型熱電偶檢定工作，鑒于此，本文首先簡單概述了短型熱電偶，重點分析探討了補償導線檢定法、偶絲延長檢定法、修正冷端檢定法，希望通過對比明確檢定方法的科學合理性，便于推廣具有更多優勢的檢定短型熱電偶方法。

關鍵詞：短型熱電偶;方法;檢定

中圖分類號：TH811?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-9129（2020）12-0077-01? 現如今，我國許多企業在經營生產中使用了短型熱電偶，做好短型熱電偶的檢定工作，能夠避免和及時發現熱電偶失準問題，防止由此給企業帶來損失和負面影響。近年來，關于檢定短型熱電偶方法的研究與實踐不斷加深，不過仍舊有部分企業、檢定單位尚未全面把握檢定短型熱電偶不同方法的優勢和不足，無法明確檢定方法的相應使用范圍和條件，影響了檢定效率、質量與水平。由此可見，思考關于檢定短型熱電偶方法具有重要現實意義。

1 短型熱電偶概述

熱電偶，作為溫度測量儀表內的一種重要測溫元件，它的應用十分普及廣泛，可進行溫度的直接測量，同時完成溫度信號與熱電動勢信號的轉換，經由電氣儀表有效轉換為被測介質的溫度數據。因使用需求不同，所以熱電偶具有多樣化外形，不過各種熱電具有大致相同的基本結構，一般包括接線盒、絕緣套保護管、熱電極等主要部分，在使用時經常搭配合電子調節器、記錄儀表、顯示儀表等一起使用。所謂短型溫度傳感器，是指750mm以下的熱電偶，適用于車臺架專用溫度傳感器等領域，可有效完成發動機試車過程渦輪后燃氣溫度的測量等一系列工作，常規熱電偶的檢定和校準裝置，不能滿足短型溫度傳感器熱電偶的檢定和校準需求，需根據短型熱電偶實際情況，明確其系統的結構構成與工作原理，采取行之有效的檢定方法，準確測量和評價短型熱電偶溫度特性，充分體現短型熱電偶的應用價值以及推廣意義[1]。

2 檢定短型熱電偶方法的具體應用

2.1 補償導線檢定法。??? 此方法檢定原理是連接型號和短型熱電偶相同、檢定合格、長度足夠的補償導線與短型熱電偶自由端，將銅導線和短型熱電偶另一端進行連接，放置于冰點瓶內，采取常規檢定方法。補償導線檢定法還有統體檢定法和整體檢定法之稱，需遵循整體檢定原則與整體使用原則[2]。補償導線在理論依據下，熱點特性（0℃～100℃之間）相近于型號相同的熱電偶特點性，不過二者之間具有一些誤差，檢定時采取補償導線檢定法，無需考慮誤差問題。針對補償導線與矩形偶出現的誤差方向相反情況，應用補償導線檢定法的整體檢定過程，能夠抵消一部分誤差，降低整體偶誤差，針對補償導線與矩形偶出現的誤差方向相同情況，可適當放寬將短偶檢定規整制定時的誤差允許范圍。

補償導線檢定法的應用優勢還體現在不會對短偶整體情況造成改變，冰瓶內包含了整體偶冷端，可實現短型熱電偶檢定標準裝置具備的精準性。制造整體檢定偶的工作人員，應注意補償導線與短型熱電偶之間連接牢固性，防止檢定人員操作產生誤差，負責檢定的機構，要求檢定用戶一起提交補償導線與短偶，當用戶不具備補償導線時，可由檢定機構根據短偶配置長度、型號相應的補償導線，完成檢定后向用戶提交整體檢定與整體偶檢定各項數據。此檢定方法平及其方便、經濟、精準等優勢，一直以身深受檢定機構和用戶青睞。

2.2 偶絲延長檢定法。???? 此方法檢定原理是剪去分度號相同、長度足夠、檢定合格的熱電偶工作斷焊點，將其變為具有正負極的偶絲兩根，在型號相同的短偶正極、負極分別焊上偶絲，制作出與要求長度符合的一支熱電偶，然后采取常規檢定程序即可。其本質與整體熱電偶檢定區別不大，同樣具有較高準確度，且操作便捷，以兩個焊點的充分應用達到檢定目的[3]。偶絲延長檢定法的不足之處在于，檢定機構需做好焊接設備、多樣型號偶絲的購進、應用準備工作，其中鉑絲、鉑銠成本較高，準備不僅麻煩且不經濟，從檢定機構角度來講，應用偶絲延長檢定法沒有太大意義，機構不能將高成本的延長偶絲提供給使用單位，用戶獲取的依然為短型熱電偶，一旦沒有在現場使用環節通過補償措施處理短偶，很容易出現幾十度的誤差問題。

2.3 修正冷端檢定法。此方法檢定原理是把被檢短型熱電偶與標準熱電偶工作段進行牢固捆扎，形成完整一束，將其置于檢定短型偶的專用爐中，用銅導線連接標準偶冷端，置于冰點瓶內，用銅導線連接被檢短型熱電偶，置于檢定爐周邊，采取直流電位差計法，對二者熱電勢進行測量，測量銅導線與短偶連接溫度的過程使用玻璃溫度計進行，把溫度與電勢值進行換算，修正短偶，對比標準偶，獲取短偶誤差。

因為短型熱電偶冷端臨近檢定爐口，距離短時僅幾厘米，爐口溫度會隨檢定點溫度提升變化而逐漸升高，所以因使用玻璃溫度計在各個檢定點測量。在測量過程中，受爐口產生的熱對流、熱輻射作用，難以測量因偶絲熱傳導提升的溫度數據，加之測量室內流動的空氣、封閉爐口的石棉均勻性等因素影響，進一步加大了短偶冷端溫度測量難度，尤其對于超過800℃的檢定點短偶冷端溫度，面臨這個更難測準的挑戰。實踐表明，越短的偶絲，爐口露出的部分越少，檢定中測量誤差更大。可見，修正冷端檢定法具有相對較大的短偶檢定誤差，適合用于無法通過其他檢定方法的情況。

3 結語

綜上所述，檢定短型熱電偶的補償導線檢定法、偶絲延長檢定法、修正冷端檢定法各有優勢，其中補償導線檢定法具有較高精準度，強調了整體檢定和整體使用，且成本低廉，具有很大的推廣空間。偶絲延長檢定法盡管操作麻煩且成本昂貴，不過具有較高準確性，可應用在仲裁檢定短型熱電偶環節，為了避免偶絲誤差，需修正測量結果。修正冷端檢定法誤差較大，難以精準測溫，適合作為權宜之計使用，不應納入常規檢定手段中。

參考文獻：

[1] 李彤，梁敬偉，高艷紅， 等.液體火箭發動機用短型熱電偶校準裝置的設計與實現[C].//中國航天科技集團.第二屆計量測試與航天發展論壇論文集.2015：100-106.

[2] 宋光政.短型廉金屬熱電偶校準方法研究及不確定度評定[J].計量與測試技術，2017，44（2）：66-68.

[3] 鐘貞. 短型貴金屬熱電偶檢定方法的探究[J]. 酒鋼科技，2015，49（03）：86-90.