工作用廉金属热电偶不确定度的评定
工作用廉金属热电偶不确定度的评定
工作用廉金属热电偶不确定度的评定在工业生产领域，热电偶被广泛应用于温度控制和温度读数中。
热电偶合格与否，直接关系到产品的安全与质量问题。
在热电偶检定中对其不确度的评定，具有重要的意义。
1.概述1.1 测量依据：JJG351-1996《工作用廉金属热电偶检定规程》1.2 环境条件：温度（23±5）℃，相对湿度：（45～75）%1.3 测量标准二等标准铂铑10—铂热电偶；6位半数表。
1.4 测量对象Ⅱ级工作用镍铬-镍硅热电偶。
1.5 测量方法比较法2.数学模型式中------被测热电偶在需测量温度点t的热电动势------被测热电偶在测量时（温度为t’）的热电动势------标准热电偶在需测量温度点t的热电动势------标准热电偶在测量时（温度为t’）的热电动势、-------标准、被检偶在需测量点温度t的微分热电动势3.输入量的标准不确定度评定3.1 输入量e被（t’）的标准不确定度u（e被）的评定输入量e被（t’）的标准不确定度u（e被）不确定度来源于被测热电偶测量不重复性、数字表测量误差、检定炉温场分布不均、测量回路寄生电势以及热电偶参考端温度不均。
3.1.1 标准不确定度u（e被1）的评定标准不确定度u（e被1）来源于被测热电偶测量不重复性，采用A类方法进行评定。
以1000℃测量情况为例分析。
在1000℃点测量Ⅱ级工作用镍铬-镍硅热电偶10次，测得数据为41.320、41.320、41.321、41.322、41.322、41.322、41.323、41.324、41.325、41.324mV。
则S1=0.0017mV实际测量时，测量次数为4次，以测量值的平均值为测量结果。
则该结果的标准不确定度为：u（e被）= =0.00085mV=0.85μV υ（e被）=93.1.2 标准不确定度u（e被2）的评定标准不确定度u（e被2）来源于数表测量误差，采用B类方法进行评定。
当检测点为1000℃时，测量示值接近50mV，根据数表检定结果可知，最大示值误差为=±（37ppm*rdg+6ppm*200）=±0.00305mV。
热电偶不确定度分析
u(eB3 ) = 10 ≈5.77 uV
3
估计
u e B 3 为 0.20，则自由度 vB2=12。 u e B 3
3.1.4 标准不确定度 u (eB 4 ) 的评定 标准不确定度分量 u (eB 4 ) 由测量回路寄生电势引起采用 B 类方法进行评定。 有经验可得：测量回路寄生电势带来误差不超过 1uV，在区间内可认为均匀 分布，覆盖因子 K B 4 = 3 ,半宽度 a B 4 为 1 uV，故标准不确定度为：
S b (t )
3
,
S B (t ) - 标准，被测热电偶在需测量温度点 t 的微分热电动势。
数入量标准不确定度评定： 3.1 输入量 eB (t ) 的标准不确定度 u(eB ) 的评定。 输入量 eB (t ) 的标准不确定度 u(eB ) 的不确定度来源于被测热电偶测量重复性。
电测设备测量误差，检定炉温度分布不均，测量回路寄生电势以及热电偶参考端温度不均。
S1
e
B t e B t n 1
2
≈0.0017mV
同样方法，将另 5 支 K 型热电偶分别用 5 支二等标准铂铑 10-铂热电偶作标 准，分别在 1000℃的热点动势进行重复测量，得 5 组数据的单次实阶标准偏差 分别为：S2≈0.0018 mV; S3≈0.0018 mV; S4≈0.0017 mV; S5≈0.0016 mV; S6≈0.0018 mV; 则合成样本标准偏差 Sp 为 0.0017mV。 实际测量时，测量次数为 4 次，以测得的平均值为测量结果。该测量 结果的标准不确定度为：
u(eB5 ) = 8.0 ≈4.62 uV
3
估计
u e B 5 为 0.10，则自由度 vB2=50。 u e B 5
新版工作用廉金属热电偶测量结果不确定度评定
新版工作用廉金属热电偶测量结果不确定度评定随着科学技术的不断发展，金属热电偶在工业生产中得到了广泛的应用。
金属热电偶是一种利用两种不同金属导体之间的热电势差来测量温度的装置。
它具有测量范围广、响应速度快、结构简单、价格低廉等优点，因此被广泛应用于工业生产过程中的温度测量。
而随着新版工作用廉金属热电偶的问世，更精准的温度测量结果得到了保障。
在进行温度测量时，温度测量结果的不确定度评定是非常重要的，它直接关系到温度测量的准确性和可靠性。
因此本文将对新版工作用廉金属热电偶测量结果不确定度评定进行探讨。
一、新版工作用廉金属热电偶的测量原理新版工作用廉金属热电偶是一种仪器，用来测量温度的变化的。
它的工作原理是利用两种不同材质的金属在不同温度下产生的热电动势来测量温度。
当两种不同金属导体的温度不一样时，两种金属导体之间会产生热电动势。
这种热电动势与金属导体的温度成正比，因此可以用它来进行温度的测量。
1. 实验条件的影响实验条件是影响温度测量结果不确定度的主要因素之一。
在进行温度测量时，如果实验条件不同，会导致测量结果有一定的偏差。
实验条件主要包括环境温度、气压、湿度等因素。
在进行温度测量时，需要充分考虑各种实验条件的影响，以保证测量结果的准确性和可靠性。
2. 仪器的精度仪器的精度是影响温度测量结果不确定度的重要因素之一。
仪器的精度越高，测量结果的不确定度就越小。
新版工作用廉金属热电偶在设计时必须充分考虑仪器的精度，以保证温度测量结果的精准性和可靠性。
新版工作用廉金属热电偶具有温度测量范围广、精确度高、结构简单、使用方便等优点，因此在工业生产中具有广阔的应用前景。
它可以应用于石油、化工、冶金、电力、食品等各个领域的温度测量。
在工业生产中，温度是一个非常重要的参数，直接关系到产品的质量和生产的效率。
新版工作用廉金属热电偶在工业生产中的应用前景非常广阔。
新版工作用廉金属热电偶测量结果的不确定度评定对其应用具有重要的意义。
工作用廉金属热电偶测量不确定度的评估
工业用廉金属热电偶测量不确定度的评估1 概述1.1 测量依据:JJG351-1996《工业用廉金属热电偶检定规程》1.2计量标准:主要计量标准设备为二等标准水银温度计一套7支, 测量范围(-30~300)℃.表1 实验室的计量标准器和配套设备1.3 被测对象: 热电偶 K.N.E.J1.4 测量方法:使用(-30~300)℃二等标准水银温度计校准,将二等标准水银温度计和被检热电偶同时以全浸方式放入恒定的恒温槽中,待示值稳定后,分别读取标准温度计和被检热电偶的示值,计算被检热电偶的修正值.读数应迅速准确,时间间隔应相近,测量读数不应少于4次. 2数学模型分检被被e t S e e t -∆•+=∆式中: 被e --被检热电偶在检定点附近温度下,测得的热电动势算术平均值.被S --被检热电偶在某检定点温度的微分热电动势.分e --被检热电偶分度表上查得的某检定点温度的热电动势值. 实检检t t t -=∆检t--检定点温度--实t 实际温度(实际温度=读数平均值+修正值) 检t ∆--检定点温度与实际温度的差值.3 不确定度传播率)()()()()(22212222212y u y u t u c t u c y u s s c +=∆+=式中,灵敏系数1/,1/21=∆∂∂==∂∂=s x s x t c t c 4 标准不确定度评定4．1二等标准水银温度计读数分辨力（估读）引入的标准不确定度)(1s t u ，用B 类标准不确定度评定。
二等标准水银温度计的读数分辨力为其分度值的1/10，即可0.01℃,则不确定度区间半宽为0.01℃,按均匀分布计算，006.03/01.0)(1≈=s t u ℃4．2 由恒温槽温场不均匀引入的标准不确定度)(2s t u ，用B 类标准不确定度评定。
恒温槽温场最大温差为0.010℃,则不确定度区间半宽为,=0.005℃，按均匀分布处理。
)(2s t u =003.03/005.0≈℃4.3恒温槽温度波动引入的标准不确定度)(3s t u ，用B 类标准不确定度表示. 恒温槽温场稳定性为±0.006℃/15min ，则不确定度区间半宽为0.006℃按均匀分布计算, 004.03/006.0)(3≈=s t u ℃4．4由标准水银温度计检定结果的修正值引入的标准不确定度)(s t u ∆，用B 类标准不确定度评定，由二等标准水银温度计检定规程可知，二等标准水银温度计检定结果的扩展不确定度06.0=u ℃，包含因子2=k ，所以)(s t u ∆=0.06/2=0.03℃4.5 被校热电偶示值重复性引入的标准不确定度)(1t u 。
工作用热电偶热电动势测量不确定度评定
uB 3 (eu ) k (t j ) ?(μV )
5.3.5 冰点恒温器温场分布不均匀引起的被测偶热 uB4(eu)的估计相当可靠 电势eu(t)测量不准的标准不确定度uB4(eu) 自由度B4(eu)＝ 冰点恒温器温度场分布不均匀不大于±0.2℃， 即tb±0.2℃，由此引起的热电势eu(t)变化bue(t) 为： bu e( t ) tb Su 0.2 Su ?(μV) (11) 区间半宽度au(tb)= bueu(t)/2=?V。设测量值 落在该区间内的概率分布为均匀分布，故包含因子k 3 （tb）= 。因此，检定炉温场分布不均匀引起的 eu(t)测量不准的标准不确定度uB4(eu)为： a (t ) (12) ) u b ?(μV) uB 4 (eu
uB 2 (eu ) k (e j ) 3 0.577(μV )
标准不确定度uB2(eu)的估计相当可靠，自由度可以 认为是无穷大，即B2(eu)＝。
5.3.4(e )的估计相当可靠 uB3 u检定炉温场分布不均匀引起的被测偶热电势 自由度B3(eu)＝ eu(t)测量不准的标准不确定度uB3(eu) 检定炉温度场分布不均匀小于 1℃，即tj 1℃， 由此引起的热电势eu(t)变化jue(t)为： ju e( t ) t j Su 1 Su ?(μV ) (9) 区间半宽度au(tj)= jueu(t)/2=?V。设测量值落 在该区间内的概率分布为均匀分布，故包含因子 k（tj）= 3 。因此，检定炉温场分布不均匀引起的 eu(t)测量不准的标准不确定度uB3(eu)为： au ( t j ) (10)
N分度廉金属热电偶测量不确定度评定
N分度廉金属热电偶测量不确定度评定摘要：文章介绍了检定I级工作用N分度廉金属热电偶测量不确定度的评定与表示。
关键词：热电偶；示值误差；不确定度2016年7月，我单位参与了陕西省计量技术机构工作用N分度廉金属热电偶量值比对工作。
检定由一等标准铂铑10-铂热电偶、Agilent数字万用表、热电偶检定炉以及HS7211热电偶热电阻温度计检定装置等组成的自动检定系统完成。
比对样品是一支由重庆市大正温度仪表有限公司提供的N分度工作用廉金属热电偶，型号为WRNK1-000DC，编号为160317708。
依据JJG 351-1996《工作用廉金属热电偶检定规程》的要求，将比对样品N分度热电偶与标准热电偶捆扎后装入炉中，与各检测设备连接好，启动自动检定系统开始检定，对测量结果进行计算得出各检定点的测量结果。
1数学模型检定点为400℃、600℃、800℃时热电动势采用下式计算：式中：—被检偶在某检定点附近温度下，四次测量的热电势算术平均值；—标准热电偶证书上检定点为400℃、600℃、800℃时的热电动势标准值，分别为3.257mV、5.238 mV、7.345mV；—标准热电偶在某检定点附近温度下，测得的热电动势算术平均值；,—分别表示标准、被检热电偶在某检定点的微分电动势；—补偿导线修正值。
3标准不确定度评定3.1由被检热电偶被引入的不确定度（1）重复性引入的不确定度对被检热电偶在400℃、600℃、800℃点各做4次独立重复测量，得到一组数据，平均值记为被j，其测量列如表1所示。
表1 测量数据表合并样本标准差：重复测量引入的标准不确定度分量如表2所示（式中m=6，n=4）。
表2 各测量点重复性引进的不确定度表各测量点的合成标准不确定度见表4所示。
表4 测量不确定度一览表5测量结果汇总表根据数字修约规则，为了保险起见，将不确定度的末位后的数字全部进位。
N分度廉金属热电偶测量不确定度如表5所示。
表5 N分度廉金属热电偶测量不确定度作者信息龚乐，男，工程师。
Ⅱ工作用热电偶热电动势测量结果不确定评定
工作用热电偶热电动势测量结果不确定度评定1. 概述1.1 目的评定工作用热电偶热电动势测量结果e u(t)的不确定度。
1.2 测量依据检定规程《JJG351-1996 工作用廉金属热电偶检定规程》。
1.3 校准的环境条件(23±5)℃（数字电压表所要求的环境温度）；相对湿度45％~ 75％RH。
1.4 被测物品及其主要技术指标K、N、E、J型工作用廉金属热电偶（如二级镍铬-镍硅热电偶、二级镍铬-铜镍热电偶或二级铁-铜镍热电偶）(以下简称工作用热电偶)。
在300℃～1100℃范围内，其允许示值误差为±2.5℃或±0.75%，相当于±XXμV。
1.5 测量标准与主要配套仪器设备及其相关技术指标采用的下述标准偶和配套仪器设备均经检定/校准合格。
1.5.1 二等标准铂铑10-铂热电偶，编号89-2-007，用于测温点和参考端温度（0℃）的热电动势的测量。
由《JJG2003-1987铂铑10-铂热电偶计量器具检定系统框图(1)》，二等标准铂铑10-铂热电偶总不确定度为δ＝1℃(k s=3)。
校准证书号：XXXXXXXXXX。
1.5.2 621位数字电压表型号：HP34401A，编号：36063151，用于测量热电动势。
每年检定一次，检定后1年内的最大示值误差为±（0.002⨯示值+0.0005%⨯量程）mVμV(?)。
检定/校准证书号：XXXXXXXXX。
1.5.3 检定炉型号：JL-I-A，编号：0013，用于设置热电偶所需的测量端测温点的温度。
其温度场分布不均匀不大于1℃。
1.5.4 冰点恒温器型号：（无），编号：B01，用于设置热电偶参考端温度（0℃）。
其温度场分布不均匀最大误差：±0.2℃。
1.5.5 扫描开关与测量系统配套的扫描开关，接触热电势小于1μV。
1.6 评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可以直接使用本不确定度评定结果。
新版工作用廉金属热电偶测量结果不确定度评定
新版工作用廉金属热电偶测量结果不确定度评定新版工作用廉金属热电偶是一种常用的测量温度的装置，它由两种不同金属制成的两个臂构成，通过典型的“热电效应”来测量温度。
为了保证温度测量的准确性，我们需要评定其测量结果的不确定度。
不确定度是对测量结果的一种评估，它表示了测量结果的可信度范围。
在评定新版工作用廉金属热电偶测量结果的不确定度时，我们需要考虑以下几个因素：1. 廉金属热电偶的特性：不同种类的廉金属热电偶具有不同的温度特性，这会对测量结果造成影响。
我们需要了解廉金属热电偶的温度响应特点，以确定其在不同温度下的测量不确定度。
2. 测量设备的精度：测量设备的精度会影响到测量结果的准确性。
我们需要使用经过校准的测量设备，并确保其精度满足测量要求。
3. 测量场景的环境条件：测量场景的环境条件，如温度梯度、辐射效应等，也会对测量结果产生不确定度的影响。
我们需要合理选择测量场景，并对环境条件进行评估和控制，以减小不确定度。
4. 测量过程的操作技能：操作人员的技能水平和操作规范程度也会对测量结果产生影响。
我们需要培训和规范操作人员，确保他们准确、规范地使用廉金属热电偶进行温度测量。
评定新版工作用廉金属热电偶测量结果不确定度的方法有多种，常用的方法有：1. 标准不确定度法：根据廉金属热电偶的特性和测量设备的精度，计算出每个测量结果的标准不确定度。
2. 组合不确定度法：将各个不确定度来源的标准不确定度合成为测量结果的综合不确定度。
这需要考虑不同不确定度来源之间的相关性，并使用相应的合成公式进行计算。
3. 重复性试验法：通过重复进行测量，得到一系列的测量结果，再根据这些结果计算出测量结果的标准差，作为测量结果的不确定度。
评定新版工作用廉金属热电偶测量结果不确定度的过程需要严格按照相关标准和规范进行操作，确保评定结果的准确性和可靠性。
通过合理评定不确定度，我们可以提高测量结果的可信度，为温度控制和监测提供更准确的数据支持。
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工作用廉金属热电偶不确定度的评定
在工业生产领域，热电偶被广泛应用于温度控制和温度读数中。
热电偶合格与否，直接关系到产品的安全与质量问题。
在热电偶检定中对其不确度的评定，具有重要的意义。
1.概述
1.1 测量依据：JJG351-1996《工作用廉金属热电偶检定规程》
1.2 环境条件：温度（23±5）℃，相对湿度：（45～75）%
1.3 测量标准
二等标准铂铑10—铂热电偶；6位半数表。
1.4 测量对象
Ⅱ级工作用镍铬-镍硅热电偶。
1.5 测量方法
比较法
2.数学模型
式中------被测热电偶在需测量温度点t的热电动势
------被测热电偶在测量时（温度为t’）的热电动势
------标准热电偶在需测量温度点t的热电动势
------标准热电偶在测量时（温度为t’）的热电动势
、-------标准、被检偶在需测量点温度t的微分热电动势
3.输入量的标准不确定度评定
3.1 输入量e被（t’）的标准不确定度u（e被）的评定
输入量e被（t’）的标准不确定度u（e被）不确定度来源于被测热电偶测量不重复性、数字表测量误差、检定炉温场分布不均、测量回路寄生电势以及热电偶参考端温度不均。
3.1.1 标准不确定度u（e被1）的评定
标准不确定度u（e被1）来源于被测热电偶测量不重复性，采用A类方法进行评定。
以1000℃测量情况为例分析。
在1000℃点测量Ⅱ级工作用镍铬-镍硅热电偶10次，测得数据为41.320、41.320、41.321、41.322、41.322、41.322、41.323、41.324、41.325、41.324mV。
则S1=0.0017mV
实际测量时，测量次数为4次，以测量值的平均值为测量结果。
则该结果的标准不确定度为：
u（e被）= =0.00085mV=0.85μV υ（e被）=9
3.1.2 标准不确定度u（e被2）的评定
标准不确定度u（e被2）来源于数表测量误差，采用B类方法进行评定。
当检测点为1000℃时，测量示值接近50mV，根据数表检定结果可知，最大示值误差为=±（37ppm*rdg+6ppm*200）=±0.00305mV。
在区间内可认为服从均匀分布，覆盖因子K= ，半宽为0.00152 mV
u（e被2）= =0.00088mV=0.88μV υ（e被2）=50
3.1.3 标准不确定度u（e被3）的评定
标准不确定度u（e被3）来源于检定炉温场分布不均，采用B类方法进行评定。
由检定炉温场分布不均引起的最大误差不超过20μV，覆盖因子k= ，半宽为10μV因此
u（e被3）= =0.00577mV=5.77μV υ（e被3）=12
3.1.4 标准不确定度u（e被4）的评定
标准不确定度u（e被4）来源于测量回路寄生电势。
由寄生电势测试结果可得，其寄生电势不超过±0.4μV。
u（e被4）= μV υ（e被4）=12
3.1.5 标准不确定度u（e被5）的评定
标准不确定度u（e被5）来源于热电偶参考端温度测量误差引起，采用B 类方法进行评定。
按照经验和试验可得，由参考端温度测量误差带来的最大误差为±8μV。
在区间内可认为服从均匀分布，覆盖因子K= ，半宽a=8μV
u（e被5）= μV υ（e被5）=12
3.1.6标准不确定度u（e被）的合成
u（e被）= 7.5μV υ（e被）=70
3.2 输入量E标（t）的标准不确定度u （E标）的评定
u （E标）来源于二等标准热电偶分度值的不确定度和年稳定性，用B类方法进行评定。
3.2.1 标准不确定度u （E标1）的评定
u （E标）来源于二等标准热电偶分度值的不确定度。
由不确定度分析报告可知，其不确定度为7.4μV。
所以u（E标1）=7.4μV υ（E标1）=50
3.2.2 标准不确定度u（E标2）的评定
标准不确定度u（E标2 ）主要来源于二等标准热电偶的年不稳定性，采用B类方法进行评定。
合格期内的二等热电偶热电势的变化一般不超过±10μV，在区间内可认为服从正态分布，覆盖因子K=3，半宽a=10μV。
所以u（E标2）=10/3=3.3μV υ（E标2）=50
3.2.1标准不确定度u（E标）的合成
u（E标）= μV υ（E标）=100
3.3 输入量e标（t’）的标准不确定度u（e标）的评定
输入量e标（t’）的标准不确定度u（e标）主要来源于标准热电偶测量不重复性、数字表测量误差、测量回路寄生电势以及热电偶参考端温度不均。
3.3.1 标准不确定度u（e标1）的评定
标准不确定度u（e标1）来源于被测热电偶测量不重复性，采用A类方法进行评定。
以1000℃测量情况为例分析。
在1000℃点测量Ⅱ级工作用镍铬-镍硅热电偶10次，测得标准热电偶电动势数据为9.582、9.582、9.582、9.582、9.582、9.583、9.583、9.583、9.583mV。
则S1=0.75μV
实际测量时，测量次数为4次，以测量值的平均值为测量结果。
则该结果的标准不确定度为：u（e被）= =0.38μV υ（e被）=9
3.3.2 标准不确定度u（e标2）的评定
标准不确定度u（e标2）来源于数表测量误差，采用B类方法进行评定。
当检测点为1000℃时，测量示值接近10mV，根据数表检定结果可知，最大示值误差为=±（37ppm*rdg+6ppm*200）=±1.57μV。
在区间内可认为服从均匀分布，覆盖因子K= ，半宽为0.78 μV
u（e标2）= =0.45μV υ（e被2）=50
3.3.3 标准不确定度u（e标3）的评定
标准不确定度u（e标3）来源于测量回路寄生电势。
由寄生电势测试结果可得，其寄生电势不超过±0.4μV。
u（e被4）= μV υ（e被4）=12
3.3.4 标准不确定度u（e标4）的评定
标准不确定度u（e标4）来源于热电偶参考端温度测量误差引起，采用B 类方法进行评定。
按照经验和试验可得，由参考端温度测量误差带来的最大误差为±0.4μV。
在区间内可认为服从均匀分布，覆盖因子k= ，半宽a=0.4μV
u（e标4）= μV υ（e标4）=50
3.3.6标准不确定度u（e标）的合成
u（e标）= 0.81μV υ（e标）=50
3.4 由于输入量S标（t），S被（t）是在ITS-90温标下用近似的方法得到的，其因有效位数引起的标准不确定度因微小可忽略。
4 合成标准不确定度的确定
4.1 灵敏系数
C1=1，C2= S被（t）/ S标（t），C3=- S被（t）/ S标（t）
4.2 标准不确定度汇总表
不确定度分量
u（xi）不确定度来源标准不确定度Ci |Ci|u（xi）自由度u（e被）7.5 1 7.5 70
u（e被1）被测不重复性0.85
u（e被2）数表测量误差0.88
u（e被3）检定炉温场不均 5.77
u（e被4）测量回路寄生电势 0.23
u（e被4）热偶自由端温度测量不准 4.62
u（E标）8.1 S被（t）/ S标（t）8.1 S被（t）/ S标（t） 100
u（E标1）标准偶分度不确定度7.4
u（E标2）标准偶年不稳定度3.3
u（e标）0.81 -S被（t）/ S标（t）0.81S被（t）/ S标（t）50 u（e标1）标准偶测量不重复性0.38
u（e标2）数表测量误差0.45
u（e标3）测量回路寄生电势0.23
u（e标4）热偶自由端温度测量不准0.23
4.3 合成标准不确定度的确定
=24.1μV υ=156
4.4 扩展不确定度的确定
υ近似为100。
则U95=t95（50）×uC=48μV
4.5 测量不确定度的报告与表示
Ⅱ级工作用镍铬-镍硅热电偶测量结果的扩展不确定度为：
查表得：其在1000℃时，微分热电势为38.98μV/℃.
所以：U95=48μV/（38.98μV/℃）≈1.2℃k=2
5、结论
以实验验证，所建计量标准符合国家计量检定系统表，装置的测量不确定度U95=1.2℃包含因子K=2，符合JJG1033-2008《计量标准考核规范》和JJG351-1996《工作用廉金属热电偶检定规程》的要求，满足工作用廉金属热电偶的检定条件。