工作用贵金属热电偶校准方法
实验一 热电偶校验
南昌大学实验报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：■验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：实验一热电偶校验一、实验目的与要求1. 观察工业用热电偶的结构，获得有关的感性认识。
2. 掌握热电偶校验（或分度）的方法。
3. 应用比较法求得被校验（或分度）热电偶的毫伏—温度的关系曲线。
4. 与同类型标准化的热电偶的热电性质比较，确定在一定的测量范围内，由于热电性质的非标准可能产生的误差。
5. 熟悉电位差计的使用。
二、实验主要设备1. 标准热电偶（镍铬—镍硅K型热电偶）；2. UJ37直流电位差计；3. 热电偶校验装置（ROX-07），结构如图1所示；图1 热电偶校验装置（ROX-07）外形装置的主体为保温管式电炉。
采用电子调温与数字显示控温，在炉膛内放有均热体，将标准热电偶与被校热电偶插入均热体内（注意均热体应放在炉膛中部）。
在电控箱上设有调温旋钮、电压指示表和温控表、测温表；数显温控表作为电炉的温度控制；测温表能检测热电偶的温度指示数值。
琴键开关则用来对标准热电偶与被检热电偶温度显示的转换。
二、实验说明1. 分度和校验通过实验，并经过一定的数字处理，确定温度仪表的输出与温度间的关系，叫分度。
重新校核分度值正确与否，叫校验。
分度与校验又常统称为检定。
2. 热电偶检定的两种方法⑴定点法：是指将温度仪表直接在国际温标规定的各点（定仪固定点和次级参考点）分度的一种分度方法，定点间温度与仪表输出量的关系根据公式进行插补。
定点法具有很高的精确度，但这种方法设备复杂，一般只使用于高级标准温度计的分度。
⑵比较法：是将被校温度计与高一等级的标准温度计置于同一均匀的温度场内，通过比较而进行校验（或分度）的一种方法。
为此，恒温装置必须要有足够大的温度均匀区作为工作区域，而分度的准确性取决于标准温度计的精确度、恒温装置工作区的温度均匀度及装置的温度稳定度。
3. 比较法所用的标准热电偶应是标准的铂铑—铂热电偶，但在本实验中为了节约贵金属热电偶材料和防止铂铑—铂热电偶被污染，我们用事先校准过的镍铬—镍硅K型热电偶作为标准热电偶，其热电性质是已知的。
贵金属热电偶计量标准操作程序
贵金属热电偶计量标准操作程序
1.目的：
保证量值传递准确一致，加强计量检测设备的检定和管理，正确执行国家计量检定规程，合理使用计量标准器，特制定本操作程序。
2.适用范围：
本操作程序适用于首检和日常的贵金属热电偶检定。
3.依据标准：
JJG141—2013 《工业用贵金属热电偶检定规程》
4.适用的标准仪器设备：
二等铂铑10铂热电偶S型（300～1300）℃
5.检定环境：
环境温度：（20±3）℃
相对湿度：不大于80％
环境压力：大气压
6.检定前的准备工作：
6.1被检新制热电偶，在检定示值前，应按规程规定做好清洗和退火，退火1小时。
6.2根据规程要求实验室的环境温度和相对湿度及电磁场干扰应符合相应规定，合格后方可进行检定工作；
6.3根据被检热电偶的种类、量程范围选取相应的配套设备。
检查标准器状况是否正常；是否符合检定工作要求；
6.4准备好检定记录表，做好原始记录。
7.检定方法：
7.1外观：根据计量检定规程的要求对热电偶进行外观检查、分类检查，合格后再按照规程逐项进行检定。
7.2检定规程规定采用双极比较法（或同名极比较法）按顺序，由低温向高温逐点升温检定。
测量各被检热电偶的热电动势。
7.3按规程规定填写检定记录，计算热电动势误差。
8．检定结果的处理：
8.1 热电偶热电动势的检定结果的有效位数应修约保留到小数点后3位，检定结果的示值误差不得超过规程规定的最大允许误差。
8.2经检定符合规程要求的热电偶发给检定证书;不合格的热电偶，发给检定结果通知书。
如有需要，可给出热电偶在各检定点的修正值。
热电偶的使用方法及校准步骤
热电偶的使用方法及校准步骤热电偶作为一种常用的温度测量仪器，广泛应用于工业生产、科研实验、医疗设备等领域。
它通过测量两个不同金属导线的温差来确定温度，具有测量范围广、响应速度快、稳定性高等优点。
下面将介绍热电偶的使用方法及校准步骤。
首先，我们需要了解热电偶的构成和工作原理。
热电偶由两个不同金属导线（通常为铂-铑导线）组成，两个导线的接点形成了一个测量点，该测量点可以暴露在需要测温的环境中。
当温度发生变化时，两个导线之间产生的温差会引起热电势的变化，根据热电势的变化可以确定温度值。
在使用热电偶之前，我们需要将其连接到测温设备上。
连接时要确保导线接触紧密，并避免出现接触不良或短路等情况，这样可以保证温度测量的准确性。
同时，要将热电偶的冷端（即导线的另一端）与冷源连接，以确保冷端温度的稳定。
在实际应用中，我们需要注意保护热电偶的接触点，以免受到撞击或腐蚀等影响。
此外，应尽量避免在高温或强电磁场等环境中使用热电偶，以免损坏或影响测温的准确性。
热电偶的校准是保证测温准确性的重要步骤。
校准过程中，我们通常需要使用标准温度源，通过比较热电偶测得的温度值和标准温度源给出的温度值，确定热电偶的测量误差。
校准步骤如下：1. 准备标准温度源和测温设备。
标准温度源可以是精确的温度计或已知温度的环境，测温设备可以是多功能温度计或专用仪表。
2. 将热电偶和温度计连接在一起，保证连接牢固，并确认设备处于正常工作状态。
3. 将标准温度源的温度值设置为目标校准温度。
待温度稳定后，记录标准温度源给出的温度值。
4. 同时记录热电偶给出的温度值，注意确保测量过程中的稳定性。
可以多次测量并取平均值，以提高准确性。
5. 比较热电偶测量值和标准温度源的给出值，计算出测量误差。
6. 如果测量误差较大，可以进行校准调整。
校准调整的方法有两种：一种是调整温度计的零点偏差，即将测得的温度值与标准温度源的值进行对比，修正零点误差；另一种是调整温度计的灵敏度，即通过控制热电偶输入电压或电流大小来修正温度计的灵敏度。
热电偶校准及误差实验指导
热电偶校准及误差实验指导一、用途镍铬-镍硅热电偶是非贵金属热电偶中性能最稳定的一种，热电势较大，且有接近直线的分度曲线，因此使用最广。
热电偶遇温度显示仪表配合，主要用于测量气体、蒸汽、液体等介质的温度。
常用的有是带保护管套的、裸装的和铠装的几种。
二、主要技术性能1、正常工作环境中性或氧化性气氛。
长时间使用温度0～900℃，短时间使用温度1000～1200℃。
2、分度特性分度号EU-2(由表2-1 给出) 3、基本误差三等标准热电偶：≤±3（℃）工业通用热电偶：≤｛±3±0.0075（X-400）｝℃三、工作原理热电偶是根据金属的热电效应设计制作的。
两种不同的导体组成一个封闭的回路，便构成了一个热电偶，如果热电偶两端结点温度不同，回路中就会产生热电势，这个热电势的大小只与构成热电偶的导体成分以及与热电偶两端的温度有关。
但是，应该注意，如果热电偶本身材料不均匀，那么，由于温度梯度的存在，可能产生附加电势。
镍铬-镍硅热电偶的正极是镍铬合金，成分为镍89%，铬10%，铁1%，负极是镍硅合金，成分为镍97%，硅 2.5%，锰0.5%。
这两种电极材料的高温抗氧化能力及抗腐蚀能力都很强，热电性能稳定，但镍硅材料在高温下易受还原气氛的有害影响。
四、使用注意事项1、热电偶裸装，其电极务必避免受到机械损伤，而且只能用在中性或氧化性气氛环境中；在还原性气氛中或在腐蚀介质环境中使用，必须有密封良好的保护套管。
2、热电偶要有足够的插入深度。
3、与二次仪表连接使用铜-康铜补偿导线，其导线绝缘层着色：正极（铜）为红色，负极（康铜）为蓝色。
因补偿导线，分度号Eu-2。
表2-1 镍铬-镍硅热电偶分度表（自由端温度为0℃）实验2-1 热电偶的校验（热电偶静态特性的测试）之一热电偶通常工作在高温环境中，受气氛影响，长期使用，其热电特性可能发生变化，因而，有必要进行热电偶检查和校验。
热电偶校验之前首先是外观检查，即察看热电偶导线表面是否清洁，色泽均匀，无色斑；接点焊合牢固，表面光滑，无气孔，必要时需清洗或重新焊合。
校验热电偶的方法
校验热电偶的方法
热电偶是一种常用于测量温度的传感器，其工作原理是基于热电效应，即不同金属之间由于温度差异引起的电势差。
为了确保热电偶测量的准确性，可以采取以下几种常见的校验方法。
1. 零点校验：使用校准源或已知温度的参比热电偶，将热电偶两端接触同一温度的物体，调整温度表示为零位，并记录读数。
如果读数有偏差，可以通过修正温度表的零位点来校正热电偶的测量。
2. 对比校验：使用已知温度的标准温度计与热电偶同时测量同一温度物体的温度，并比较两者的读数。
如果存在较大的差异，可以通过修正热电偶的温度系数或校准温度表来提高测量准确性。
3. 市电点检查：将热电偶两端用导线连接，然后让一根导线与市电相连，通过观察读数是否为市电频率的整数倍（如50Hz）来判断热电偶的工作是否正常。
若读数为非整数倍或波形不正常，可能存在热电偶接点松动或损坏的问题，需要进行维修或更换。
4. 不均匀检查：使用已知温度分布的设备（如恒温槽）将热电偶置于不同温度区域中，同时记录热电偶的读数。
如果热电偶测量结果与设定的温度分布不一致，可能存在热电偶的不均匀性问题，需要进行修正或更换。
需要注意的是，校验热电偶的方法应当根据具体的检测标准和要求来选择，并在合适的环境条件下进行。
此外，定期的校验和维护对于保证热电偶测量的准确性和可靠性也是必要的。
工作用贵金属热电偶校准方法
工作用贵金属热电偶校准方法1.概述贵金属热电偶(以下简称热电偶)是由两种不同的贵金属导体基于塞贝克效应制成的热电温度计。
两种不同的贵金属导体称为热电偶的两个电极，通常两个电极的一端焊接在一起形成一个接点，测温时放置于被侧温场中，另一端测温时要求放于某一恒定温场中。
故焊接端称为测量端，另一端称为参考端。
贵金属热电偶的用途：贵金属热电偶在热电偶系列中准确度较高，物理、化学性能良好，热电动势稳定，高温下抗氧化性能好，常用于准确度要求高的精密温度测量.2.引用文献使用说明书和JJG141—2013《工作用贵金属热电偶检定规程》JJF 1007—2007温度计量名词术语及定义GB/T 1598—2010铂铑10-铂热电偶丝、铂铑13-铂热电偶丝、铂铑30-铂铑6热电偶丝GB/T 16701—2010贵金属、廉金属热电偶丝热电动势测量方法GB/T 16839.1热电偶第1部分:分度表GB/T 16839.2热电偶第2部分;允差3.范围本方法适用于铂铑10-铂贵金属热电偶在419.527 ℃～1084.62℃的校准。
4.技术要求4.1电极直径及偏差单位为毫米4.2热电偶等级和最大允许误差单位为摄氏度4.3热电偶检定温度点及对应热电动势最大允许误差5.校准项目:被校热电偶在铜点（1064.62 ℃ ）,铝点（660.323 ℃ ）,锌点(419.527 ℃)三个固定点温度附近校准。
6.校准条件:6.1环境条件:电测设备工作的环境温度和相对湿度应符合相应规定的要求。
实验室除地磁场外,应无影响其正常工作的外电磁场干扰。
6.2使用的仪器设备:7.校准前的准备7.1清洗先将热电偶卷成直径不小于80 mm的圆圈放人约30%(容积比)的盐酸或硝酸溶液中浸渍1h或煮沸15 min，取出后用蒸馏水煮沸数次直至清除酸性。
再将热电偶悬挂在带有铂钩的支架上，S型、R型热电偶通入10.5 A电流，B型热电偶通入11 A电流，用化学纯的硼砂接触电极上端，使硼砂溶化顺电极流下除去电极上的污垢，然后再用蒸馏水煮数次清除硼砂及污垢。
1贵金属热电偶不确定度
贵金属热电偶热电动势和温度示值偏差测量不确定度评定一、概述1.1测量依据：JJG141-2013《工作用贵金属热电偶检定规程》1.2标准器具：测量范围（419.527~1084.62）℃的一等标准铂铑10-铂热电偶100mV档年度误差±(37×10-6RD+9×10-6RG)mV的数字多用表20101.3被校对象：测量范围（0~1100）℃分度值为S，准确度等级为I级的工作用贵金属热电偶1.2校准方法：将一等标准铂铑10-铂热电偶（以下简称标准热电偶）和工作用铂铑10-铂热电偶（以下简称被检热电偶）捆扎后放入管式检定炉，用双极比较法在锌、铝、铜三个温度点进行检定。
分别计算算术平均值，最后得到被检热电偶在各温度点的热电势值。
二、测量模型被校热电偶在校准温度点上（参考端为0.0℃时）的测量模型(1)证被标式中：——被校热电偶在某校准温度点的热电动势值，mV；——标准热电偶证书上某校准温度点的热电动势值，mV;证——被校热电偶在某校准温度点附近，测得的热电动势算术平均值，mV；被——标准热电偶在某校准温度点附近，测得的热电动势算术平均值，mV；标三、不确定度传播公式测量模型中各个输入量的不确定度相互独立，根据不确定度传播率：(2)证被标被标被标其中，灵敏系数：证被标相关系数：被标四、标准不确定度评定主要不确定度来源：测量重复性、标准热电偶、电测设备、分度复现性、扫描开关、参考端不为0℃、炉温波动等。
在锌铝铜三个校准点，重复性情况大致相同，故对其在任意一个校准点进行重复性分析，可代表其在其他温度点重复性情况。
现以铜（1084.62℃）凝固点测量的数据为例进行分析4.1测量重复测量引入的标准不确定度用一等铂铑10-铂热电偶作为标准校准I级热电偶。
测得被校偶的5组每组10个重复性测量数据。
用A类方法进行评定，合并样本标准偏差为：=0.78(μV)实际测量以4次测量值的平均值作为测量结果，故=0.39(μV)测得标准偶的5组每组10个重复性测量数据。
工作用贵金属热电偶校验规程
工作用贵金属热电偶校验规程1.0目的为保障国家计量单位制的统一和量值的准确可靠，以有效的措施来控制影响检测质量的各种因素，确保检测质量，为客户提供可靠数据，出具符合国家标准、准确无误的证书，制定本校验规程。
贵金属热电偶(以下简称热电偶)是由两种不同的贵金属导体基于塞贝克效应制成的热电温度计。
两种不同的贵金属导体称为热电偶的两个电极，通常两个电极的一端焊接在一起形成一个接点，测温时放置于被侧温场中，另一端测温时要求放于某一恒定温场中。
故焊接端称为测量端，另一端称为参考端。
贵金属热电偶的用途：贵金属热电偶在热电偶系列中准确度较高，物理、化学性能良好，热电动势稳定，高温下抗氧化性能好，常用于准确度要求高的精密温度测量。
2.0范围铂铑10-铂贵金属热电偶在419.527℃～1084.62℃的内部校验。
3.0检定条件3.1环境条件:电测设备工作的环境温度和相对湿度应符合相应规定的要求。
实验室除地磁场外,应无影响其正常工作的外电磁场干扰。
3.2使用的仪器设备:4.0技术要求4.1电极直径及偏差单位为毫米4.2热电偶等级和最大允许误差单位为摄氏度4.3热电偶检定温度点及对应热电动势最大允许误差5.0检定项目与方法5.1校准项目:被校热电偶在铜点（1064.62℃）,铝点（660.323℃）,锌点(419.527℃)三个固定点温度附近校准。
5.2校准前的准备5.2.1清洗先将热电偶卷成直径不小于80mm的圆圈放人约30%(容积比)的盐酸或硝酸溶液中浸渍1h或煮沸15min，取出后用蒸馏水煮沸数次直至清除酸性。
再将热电偶悬挂在带有铂钩的支架上，S型、R型热电偶通入10.5A电流，B型热电偶通入11A电流，用化学纯的硼砂接触电极上端，使硼砂溶化顺电极流下除去电极上的污垢，然后再用蒸馏水煮数次清除硼砂及污垢。
5.2.2退火将清洗后的热电偶悬挂在支架上，S型、R型热电偶通入10.5A电流，B型热电偶通入11A电流，退火1h，退火时两电极夹角应尽量小。
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工作用贵金属热电偶校准方法
1.概述
贵金属热电偶(以下简称热电偶)是由两种不同的贵金属导体基于塞贝克效应制成的热电温度计。
两种不同的贵金属导体称为热电偶的两个电极，通常两个电极的一端焊接在一起形成一个接点，测温时放置于被侧温场中，另一端测温时要求放于某一恒定温场中。
故焊接端称为测量端，另一端称为参考端。
贵金属热电偶的用途：贵金属热电偶在热电偶系列中准确度较高，物理、化学性能良好，热电动势稳定，高温下抗氧化性能好，常用于准确度要求高的精密温度测量.
2.引用文献
使用说明书和JJG141—2013《工作用贵金属热电偶检定规程》
JJF 1007—2007温度计量名词术语及定义
GB/T 1598—2010铂铑10-铂热电偶丝、铂铑13-铂热电偶丝、铂铑30-铂铑6热电偶丝GB/T 16701—2010贵金属、廉金属热电偶丝热电动势测量方法
GB/T 16839.1热电偶第1部分:分度表
GB/T 16839.2热电偶第2部分;允差
3.范围
本方法适用于铂铑10-铂贵金属热电偶在419.527 ℃～1084.62℃的校准。
4.技术要求
4.1电极直径及偏差单位为毫米
4.2热电偶等级和最大允许误差单位为摄氏度
4.3热电偶检定温度点及对应热电动势最大允许误差
5.校准项目:
被校热电偶在铜点（1064.62 ℃ ）,
铝点（660.323 ℃ ）,锌点(419.527 ℃)三个固定点温度附近校准。
6.校准条件:
6.1环境条件:电测设备工作的环境温度和相对湿度应符合相应规定的要求。
实验室除地磁场外,应无影响其正常工作的外电磁场干扰。
6.2使用的仪器设备:
7.校准前的准备
7.1清洗
先将热电偶卷成直径不小于80 mm的圆圈放人约30%(容积比)的盐酸或硝酸溶液中浸渍1h或煮沸15 min，取出后用蒸馏水煮沸数次直至清除酸性。
再将热电偶悬挂在带有铂钩的支架上，S型、R型热电偶通入10.5 A电流，B型热电偶通入11 A电流，用化学纯的硼砂接触电极上端，使硼砂溶化顺电极流下除去电极上的污垢，然后再用蒸馏水煮数次清除硼砂及污垢。
7.2退火
将清洗后的热电偶悬挂在支架上，S型、R型热电偶通入10.5 A电流，B型热电偶通入11A电流，退火1h，退火时两电极夹角应尽量小。
通电退火后用无水酒精浸过的脱脂棉将电极理直，将两电极穿入清洁的有极性标志的双孔绝缘瓷管中，在热电偶两电极套上有正负标识的绝缘套管。
I级S型、R型热电偶和Ⅱ级B型热电偶，装人退火炉中，使其在从测量端起不小于400 mm的一段处在(1100±20)℃的均匀温场中退火2 h。
7.3捆扎和装炉
先用直径为(0.3～0.5)mm铂丝或铂铑丝将标准热电偶和被检热电偶捆扎成束，每束热电偶总数(包括标准热电偶)不应超过5支，再将各测量端用直径为(0. 2～0. 3）mm的清洁铂丝捆扎(2～3圈)在一起，捆扎时被检热电偶和标准热电偶的测量端应处于同一垂直平面且相互间接触良好，测量端之外的电极不应互相接触。
7.4装炉
将捆扎好的热电偶束置于管式检定炉中，使测量端面处于检定炉均匀温场的中心。
8.校准
8.1检定点的选择
热电偶的检定温度点见表3规定。
检定顺序由低温向高温逐点进行，检定炉炉温偏离检定点温度不得超过±5℃。
8.2采用双极法对被校热电偶进行校准。
双极比较法的检定原理图如图1所示。
炉温升到设定的检定点后，当观测到炉温变化小于0.1 ℃/min (S型、R型热电偶)或0.2℃/min (B型热电偶)时，开始测量。
测量顺序为:
标准→被检1→被检2→被检3→被检4
↓
标准←被检1←被检2←被检3←被检4
测量时，每支热电偶的热电动势测量次数不少于4次；整个测量过程中炉温变化不得超过0.5℃。
测量读数保留到小数点后4位(0.1μV)。
8.3数据处理:
采用双极法校准热电偶时采用下列公式计算:
8.3.1同分度号
标准与被检热电偶同分度号时，被检热电偶在各检定点上的热电动势E
t
采用下式进行计算:
E
t =E
证
+（
被
E－
标
E）(1)
式中:
被
E—在检定点测得的被检热电偶的热电动势算术平均值，mV;
E
证
—标准热电偶证书中固定点上的热电动势值，mV;
标
E—在检定点测得的标准热电偶的热电动势算术平均值，mV。
8.3.2不同分度号
标准热电偶与被检热电偶不同分度号时，被检热电偶在各检定点上的热电动势E
t
采用
下式进行计算:E
t =
被
E+
被
标
标
证S
S
E
E
⋅
-
(2)
式中:
S
标
—标准热电偶在检定点的微分热电动势，mV/℃;
S
被
—被检热电偶在检定点的微分热电动势，mV/℃。
9.校准的可靠性溯源：见附录1。
不确定度的评定参见QMHWD021-2013《工作用贵金属热电偶校准结果不确定度分析》。
10.校准结果
热电偶热电动势的检定结果的有效位数应修约保留到小数点后3位，检定结果的示值不得超过表3（或表2）给定的最大允许误差。
经检定符合本规程各项技术要求的热电偶发给校准证书，不符合本规程要求的发给校准结果通知书，并注明不合格项。
热电偶的校准周期一般为6个月，特殊情况下根据使用条件来确定。
经校准后出具的工作用贵金属热电偶校准证书中给出校准点的热电动势值。
校准证书背板见附录2。
证书中应同时给出不确定度评定结果。
附录:(见后面)
附录1
附录2 校准证书背板
校准结果
以下空白。