วิธีการวัดที่ถูกต้องสำหรับการสอบเทียบเทอร์โมคัปเปิลคืออะไร?

กฎระเบียบการสอบเทียบเทอร์โมคัปเปิลกำหนดให้ขั้วอ้างอิงของเทอร์โมคัปเปิ้ลมาตรฐานและเทอร์โมคัปเปิ้ลที่ทดสอบจะถูกนำเข้าสู่ระดับ {{{0}} ในระหว่างการสอบเทียบ สำหรับเทอร์โมคัปเปิลโลหะมีค่า (เครื่องหมายมาตราส่วน S, R, B) ที่ใช้ในงานสอบเทียบสายของเทอร์โมคัปเปิลที่ทดสอบนั้นนุ่มและง่ายต่อการลวด อย่างไรก็ตามสำหรับเทอร์โมคัปเปิลโลหะราคาถูกที่ใช้ในงานสอบเทียบเนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางค่อนข้างใหญ่ของเทอร์โมคัปเปิลส่วนใหญ่มันยากที่จะแนะนำการอ้างอิงโดยตรงในระดับ 0 องศา ดังนั้นสายชดเชยมักจะใช้เพื่อแนะนำปลายเทอร์โมคัปเปิลฟรีลงในจุดเยือกแข็งและจากนั้นสายทองแดงจะถูกนำมาใช้เพื่อนำไปสู่ช่วงแรงดันไฟฟ้าของมัลติมิเตอร์ดิจิตอลที่มีความแม่นยำสูงสำหรับการวัด

วิธีการวัดที่ถูกต้องสำหรับกระบวนการสอบเทียบเทอร์โมคัปเปิลแสดงในรูปที่ 1:

รูปที่ 1 วิธีการวัดที่ถูกต้องในระหว่างกระบวนการสอบเทียบเทอร์โมคัปเปิล

1. การเชื่อมต่อที่ไม่ถูกต้องทั่วไปของสายชดเชย

①เชื่อว่าด้วยสายชดเชยจุดเยือกแข็งสามารถกำจัดได้ดังแสดงในรูปที่ 2

รูปที่ 2 วิธีการวัดข้อผิดพลาดของการไม่ใช้จุดแช่แข็งในระหว่างกระบวนการสอบเทียบเทอร์โมคัปเปิล

②เชื่อว่าการเชื่อมต่อสายชดเชยจะดีกว่าไม่เพียง แต่ระหว่างเทอร์โมคัปเปิ้ลและจุดเยือกแข็ง แต่ยังระหว่างจุดเยือกแข็ง 0 องศาและมัลติมิเตอร์ดิจิตอลที่มีความแม่นยำสูงดังแสดงในรูปที่ 3

เมื่อตรวจสอบเทอร์โมคัปเปิลในรูปที่ 3 ให้ใช้สายชดเชยระหว่างองศา 0 และตารางฟังก์ชั่นดิจิตอล

ด้านล่างคือการวิเคราะห์ข้อผิดพลาดที่เกิดจากแบบฟอร์มการเดินสายทั้งสองนี้ (สมมติว่าไม่มีข้อผิดพลาดค่าตอบแทนในสายชดเชย):

เมื่อเชื่อมต่ออย่างถูกต้อง (ดูรูปที่ 1) หากประเภทของเทอร์โมคัปเปิลเป็น y และลวดชดเชยคือ yx การใช้กฎของตัวนำระดับกลางแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการยอมรับจากมัลติมิเตอร์ดิจิตอลที่มีความแม่นยำสูงสามารถรับได้เป็น:

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

อุณหภูมิ T1 ที่ส่วนท้ายของการทำงานของเทอร์โมคัปเปิลนั้นมีศักยภาพเทอร์โมอิเล็กทริกเมื่อเทียบกับองศา 0 และการอ่านสามารถเปรียบเทียบได้โดยตรงกับมาตราส่วนเพื่อตรวจสอบว่าเป็นไปตามข้อกำหนดหรือไม่

สำหรับสถานการณ์ในรูปที่ 2 การใช้กฎหมายของตัวนำระดับกลางแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการยอมรับจากมัลติมิเตอร์ดิจิตอลที่มีความแม่นยำสูงคือ:

ez=ey (t1, t3)+eyx (t3, t2)=ey (t1, t2) ------- สูตร 2 สูตร 2

เมื่อเทียบกับสมการ (1) อุณหภูมิสิ่งแวดล้อมอินพุต T2 ของเครื่องมือวัดไฟฟ้านั้นแตกต่างจากศักยภาพที่ 0 ระดับ:

EY (t1, t 0) - ey (t1, t2)=ey (t2, t 0) --------------- สูตร 3

หากผลการตรวจสอบต่ำกว่าค่าที่เป็นไปได้จริงของเทอร์โมคัปเปิ้ลตามสถานการณ์ในรูปที่ 2 ความแตกต่างคือศักยภาพของอุณหภูมิแวดล้อมของเทอร์โมคัปเปิลเมื่อเทียบกับระดับ 0

สำหรับสถานการณ์ในรูปที่ 3 การใช้กฎหมายของตัวนำระดับกลางแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการยอมรับจากมัลติมิเตอร์ดิจิตอลที่มีความแม่นยำสูงคือ:

ez {{0}} ey (t1, t3)+eyx (t3, t 0) - eyx (t 0, t2)=ey (t1, t {{13})

จากผลลัพธ์ของเวลาทำงานแม้ว่าจะมีการเพิ่มจุดแช่แข็ง แต่มัลติมิเตอร์ดิจิตอลที่มีความแม่นยำสูงได้รับการชดเชยในการย้อนกลับโดยการเชื่อมต่อสายชดเชยจากจุดเยือกแข็ง ผลลัพธ์สุดท้ายนั้นเหมือนกับรูปที่ 2 ซึ่งค่าที่วัดได้ต่ำกว่าค่าที่เป็นไปได้จริงของเทอร์โมคัปเปิลและความแตกต่างยังคงเป็นศักยภาพของอุณหภูมิแวดล้อมของเทอร์โมคัปเปิลเทียบกับระดับ 0

2. แนะนำให้ใช้เทอร์โมคัปเปิลแทนการชดเชยลวด

ในการสอบเทียบเทอร์โมคัปเปิลสายชดเชยมักใช้สำหรับสายเชื่อมต่อของเทอร์โมคัปเปิลโลหะราคาต่ำ แต่ความแม่นยำของสายเทอร์โมคัปเปิลชดเชยโดยทั่วไปไม่สูง ตามมาตรฐานระดับชาติที่เกี่ยวข้องความอดทนของการชดเชยสายไฟสำหรับเทอร์โมคัปเปิลเกรดที่แม่นยำคือ± 2.5 องศาสำหรับ S-couples และ± 1.5 องศาสำหรับ K-couples สิ่งนี้แนะนำข้อผิดพลาดมากเกินไปสำหรับการสอบเทียบเทอร์โมคัปเปิลและอาจส่งผลให้เกิดผลลัพธ์ที่ไม่ผ่านการรับรองสำหรับเทอร์โมคัปเปิลที่ผ่านการรับรอง

วัตถุประสงค์ของการใช้สายชดเชยเทอร์โมคัปเปิลในการสอบเทียบคือการชดเชยอุณหภูมิ T3 ที่เทอร์มินัลเทอร์โมคัปเปิลออกไปยัง t 0 (0 ระดับ) สำหรับการสอบเทียบ (ดังแสดงในรูปที่ 1) ตามการปฏิบัติสำหรับการสอบเทียบของเทอร์โมคัปเปิลโลหะราคาต่ำได้ใช้เกรดการทำงาน I φ 0. ใช้การเชื่อมต่อลวดเทอร์โมคัปเปิ้ล 5 มม. ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางลวดที่ยืดหยุ่นการเดินสายง่ายและต้นทุนต่ำ เทอร์โมคัปเปิลเกรด 1 เป็นสายชดเชยจะต้องผ่านการสอบเทียบและแนะนำค่าการแก้ไขมิฉะนั้นพวกเขาจะแนะนำข้อผิดพลาดของ (0 {4-1. 5) องศา; สำหรับการสอบเทียบของเทอร์โมคัปเปิลโลหะมีค่า (โดยเฉพาะอย่างยิ่ง s และ r tymocouples ประเภทที่มีความยาว {{1 0}} mm ซึ่งไม่สามารถวางโดยตรงในระดับการอ้างอิงเทอร์โมสตัท สามารถใช้ในการเชื่อมต่อสายเทอร์โมคัปเปิลเข้ากับเสาบวกและลบของเทอร์โมคัปเปิลที่ทดสอบและเอฟเฟกต์นั้นเหมาะมาก การใช้สายเทอร์โมคัปเปิลสำหรับการตรวจสอบเทอร์โมคัปเปิลโลหะมีค่านั้นเหมาะอย่างยิ่ง แต่ค่าใช้จ่ายไม่ต่ำ สายการชดเชยที่สอดคล้องกันสามารถใช้งานได้ แต่จะต้องได้รับการสอบเทียบและใช้หลังจากการแก้ไขมีความสำคัญในทางปฏิบัติเท่านั้น

ในทางทฤษฎีตามกฎของตัวนำที่เป็นเนื้อเดียวกันของเทอร์โมคัปเปิลศักยภาพของเทอร์โมอิเล็กทริกของตัวนำที่เป็นเนื้อเดียวกันนั้นเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิที่ทางแยกของปลายทั้งสองและเป็นอิสระจากการกระจายอุณหภูมิตามขั้วไฟฟ้าร้อน ดังนั้นเทอร์โมคัปเปิลจึงเชื่อมต่อโดยตรงกับลวดเทอร์โมคัปเปิลและขั้วไฟฟ้าทั้งสองของเทอร์โมคัปเปิลจะขยายโดยตรงจากลวดเทอร์โมคัปเปิลไปยังจุดเยือกแข็งโดยไม่พิจารณาอุณหภูมิกลาง T3 (ดูรูปที่ 1)

การใช้สายชดเชยสำหรับการเชื่อมต่อจำเป็นต้องมีอุณหภูมิของการเชื่อมต่อทั้งสองปลายของเทอร์โมคัปเปิลจะสอดคล้องกันที่ T3 อย่างไรก็ตามในการตรวจสอบจริงปลายอิสระของเทอร์โมคัปเปิลตั้งอยู่ที่ส่วนท้ายของเตาตรวจสอบและอุณหภูมิที่ปลายสูงมาก อิทธิพลของการแผ่รังสีและการถ่ายเทความร้อนแบบพาความร้อนในพื้นที่โดยรอบมีความสำคัญทำให้ยากที่จะบรรลุอุณหภูมิที่สม่ำเสมอในตอนท้ายของเทอร์โมคัปเปิลที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว ดังนั้นในกระบวนการตรวจสอบข้อผิดพลาดที่เกิดจากอุณหภูมิที่ไม่สอดคล้องกันที่ปลายจะถูกรวมไว้ในผลการตรวจสอบของเทอร์โมคัปเปิล โดยการเชื่อมต่อกับสายเทอร์โมคัปเปิลแม้ว่าอุณหภูมิที่ปลายเทอร์โมคัปเปิลจะไม่สอดคล้องกัน แต่ก็ไม่ส่งผลกระทบต่อผลการสอบเทียบ

3. การเลือกและการใช้สายทองแดง

แนะนำปลายเทอร์โมคัปเปิลฟรีลงในจุดเยือกแข็งและเชื่อมต่อกับจุดสิ้นสุดการวัดของมัลติมิเตอร์ดิจิตอลที่มีความแม่นยำสูงโดยใช้สายทองแดงจากจุดเยือกแข็ง กฎการสอบเทียบเทอร์โมคัปเปิลบางอย่างมีบทบัญญัติดังกล่าวในขณะที่คนอื่นไม่ได้ ตามกฎการตรวจสอบของ "เทอร์โมคัปเปิลโลหะต้นทุนต่ำสำหรับการทำงาน" จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อสายไฟตะกั่วของปลายอ้างอิงเทอร์โมคัปเปิลควรเชื่อมต่อโดยใช้สายทองแดงของวัสดุเดียวกันและการติดต่อควรดี แม้ว่ากฎการตรวจสอบสำหรับ "เทอร์โมคัปเปิลโลหะมีค่าสำหรับการทำงาน" กำหนดในแผนผังแผนผังของหลักการตรวจสอบว่าจุดสิ้นสุดการอ้างอิงของเทอร์โมคัปเปิลจำเป็นต้องเชื่อมต่อกับสวิตช์แปลง (สวิตช์ทิศทาง) พวกเขาไม่ได้ระบุชนิดของสายตะกั่วที่ใช้ ดังนั้นบุคลากรบางคนได้เพิ่มรายละเอียดที่ไม่จำเป็นและใช้สายชดเชย (ข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นได้รับการวิเคราะห์ข้างต้น)

ข้อกำหนดสำหรับสายตะกั่วของเทอร์มินัลอ้างอิงเทอร์โมคัปเปิลค่อนข้างเข้มงวด สายไฟที่เชื่อมต่อกับขั้วทั้งสองของเทอร์โมคัปเปิลจะต้องถูกตัดเป็นสองส่วนโดยใช้ลวดทองแดงเดียวกันและเชื่อมต่อกับขั้วอ้างอิงของขั้วทั้งสองของเทอร์โมคัปเปิ้ลตามลำดับ (ความต้านทานของลวดทองแดงที่ 2 0 ระดับควรน้อยกว่า 0.01724 μ เนื่องจากพวกเขาไม่ใช่ลวดทองแดงเดียวกันแม้ว่าความต้านทานของพวกเขาจะตรงกับข้อกำหนด แต่ก็มีความแตกต่างระหว่างพวกเขา ดังนั้นทั้งคู่ที่ประกอบด้วยสายทองแดงสองสายจะสร้างศักยภาพเทอร์โมอิเล็กทริกเพิ่มเติมในวงจรเทอร์โมคัปเปิลภายใต้ผลของความแตกต่างของอุณหภูมิ ขนาดของแรงไฟฟ้านี้เกี่ยวข้องกับความแตกต่างของวัสดุระหว่างสายทองแดงทั้งสองและความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างปลายทั้งสองของสายทองแดงซึ่งจะแนะนำข้อผิดพลาดบางอย่างในเทอร์โมคัปเปิลที่ถูกทดสอบ

นอกจากนี้การเชื่อมต่อระหว่างลวดทองแดงและขั้วอ้างอิงของอิเล็กโทรดเทอร์โมคัปเปิลจะต้องมีการสัมผัสที่ดี มันได้รับการพิสูจน์แล้วว่าวิธีการใช้ปากปลากับแคลมป์ยังคงเป็นลูกบุญธรรมอย่างกว้างขวางโดยบุคลากรการสอบเทียบหลายคน อย่างไรก็ตามวิธีนี้จะแนะนำข้อผิดพลาดของ {{0}}. 5-1. 0 องศาในวงจรตรวจจับและข้อผิดพลาดนี้ไม่ใช่ค่าคงที่บางครั้งก็เพียงพอที่จะส่งผลกระทบต่อการตัดสินของผลการสอบเทียบ