熱電偶檢定規(guī)程

4標(biāo)準(zhǔn)器

4.1 一等、二等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10—鉑熱電偶各1支。

4.2 測(cè)量范圍為：―30～300℃的二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)一組，也可選用二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)。

5 儀器設(shè)備

5.1低電勢(shì)直流電位差計(jì)一套，準(zhǔn)確度不低于0.02級(jí)﹑最小步進(jìn)值不大于1μV,或具有同等準(zhǔn)確度的其他設(shè)備。

5.2多點(diǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)，寄生電勢(shì)不大于1μV。

5.3參考端恒溫器，恒溫器內(nèi)溫度為（0±0.1）℃。

5.4油恒溫槽，在有效工作區(qū)域內(nèi)溫差小于0.2 ℃。

5.5管式爐,其長(zhǎng)度為600 mm ,加熱管內(nèi)徑約為40 mm。

5.5.1管式爐常用最高溫度為1200 ℃，最高均勻溫場(chǎng)中心與爐子幾何中心沿軸線上偏離不大于10 mm ；在均勻溫場(chǎng)長(zhǎng)度不小于60 mm，半徑為14 mm 范圍內(nèi)，任意兩點(diǎn)間溫差不大于1 ℃。

5.5.2為保證管式爐溫場(chǎng)符合檢定要求,可在爐中心置一耐高溫恒溫塊。

5.5.3均勻溫場(chǎng)測(cè)試方法見附錄3 。

5.6 控溫設(shè)備，應(yīng)滿足檢定要求。

5.7 熱電偶測(cè)量端焊接設(shè)備。

5.8 鋼卷尺、游標(biāo)卡尺。

5.9 讀數(shù)望遠(yuǎn)鏡或3～5倍放大鏡。

6 電測(cè)設(shè)備環(huán)境條件應(yīng)符合使用條件。

7 熱電偶的幾何尺寸與外觀，用鋼卷尺、游標(biāo)卡尺和目力檢查，應(yīng)符合要求。

8 經(jīng)外觀檢查合格的新制熱電偶，在檢定示值前，應(yīng)在最高檢定點(diǎn)溫度下，退火2 h 后，隨爐冷卻至250℃以下，使用中的熱電偶不退火。

9 熱電偶的示值檢定溫度，按熱電偶絲材及電極直徑粗細(xì)決定，如表3所示。

10 300℃以下點(diǎn)的檢定，在油恒溫槽中，與二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)進(jìn)行比較，檢定時(shí)油槽溫度變化不超過±0.1℃。

10.1 將熱電偶的兩電極分別套上高鋁絕緣瓷珠,約50 mm左右,尾部穿塑料套管,并在尾端露出20 mm左右,以連接參考端引線。

10.2 熱電偶參考端的引線，應(yīng)使用同材質(zhì)的銅導(dǎo)線進(jìn)行連接，接觸要良好，銅導(dǎo)線在20℃時(shí)的電阻率應(yīng)小于0.01724μΩ·m。

10.3 在熱電偶的測(cè)量端套上玻璃保護(hù)管，插入油恒溫槽中，插入深度不應(yīng)小于300 mm，玻璃管口沿?zé)犭娕贾車?，用脫脂棉堵好?/p>

10.4 將熱電偶的參考端插入裝有變壓器油或酒精的玻璃管或塑料管中，再分散插入冰點(diǎn)恒溫器內(nèi)，插入深度不應(yīng)小于150 mm。

表3

（ mm ）

（ ℃ ）

* 括號(hào)內(nèi)的檢定點(diǎn)，可根據(jù)用戶需要選定。

11 300℃以上的各點(diǎn)在管式爐中與標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10—鉑熱電偶進(jìn)行比較，其中，檢定Ι極熱電偶時(shí)，必須采用一等鉑銠10—鉑熱電偶。

11.1 將標(biāo)準(zhǔn)熱電偶套上高鋁保護(hù)管，與套好高鋁絕緣瓷珠的被檢熱電偶用細(xì)鎳鉻絲捆扎成圓形一束，其直徑不大于20 mm，捆扎時(shí)應(yīng)將被檢熱電偶的測(cè)量端圍繞標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的測(cè)量端均勻分布一周，并處于垂直標(biāo)準(zhǔn)熱電偶同一截面上。

11.2 將捆扎成束的熱電偶裝入管式爐內(nèi)，熱電偶的測(cè)量端應(yīng)處于管式爐最高溫區(qū)中心；標(biāo)準(zhǔn)熱電偶應(yīng)與管式爐軸線位置一致。

11.3管式爐爐口沿?zé)犭娕际車?，用絕緣耐火材料堵好。

12檢定順序，由低溫向高溫逐點(diǎn)升溫檢定，爐溫偏離檢定點(diǎn)溫度不應(yīng)超過±5℃。

檢定時(shí)連接線路圖

13檢定時(shí)連接線路如圖所示，直接測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)與被熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)。

當(dāng)爐溫升到檢定點(diǎn)溫度，爐溫變化小于0.2℃/min時(shí),自標(biāo)準(zhǔn)熱電偶開始,依次測(cè)量各被檢熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)。

測(cè)量順序如下：

標(biāo) 被1 被2 被n

標(biāo) 被1 被2 被n

讀數(shù)應(yīng)迅速準(zhǔn)確，時(shí)間間隔應(yīng)相近，測(cè)量讀數(shù)不應(yīng)小于4次，測(cè)量時(shí)管式爐溫度變化不大于±0.25℃。

14 量時(shí)將所有測(cè)量數(shù)據(jù)填寫在檢定記錄表上（見附錄8）

15 檢定時(shí)被檢熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)誤差△et計(jì)算方法：

15.1 300℃以下熱電動(dòng)勢(shì)誤差△et用下式計(jì)算：

△et = ē被+ S被·△t檢 - e分

式中 ē被—被檢熱電偶在檢定點(diǎn)附近溫度下，測(cè)得的熱電動(dòng)勢(shì)算術(shù)平均值；

S被— 被檢熱電偶中在某檢定點(diǎn)溫度的微分熱電動(dòng)勢(shì)；

e分— 被檢熱電偶分度表上查得的某檢定點(diǎn)溫度的熱電動(dòng)勢(shì)值。

△t檢 = t檢-t實(shí)

t檢— 檢定點(diǎn)溫度

t實(shí)— 實(shí)際溫度（實(shí)際溫度 = 讀數(shù)平均值 + 修正值）

△t檢— 檢定點(diǎn)溫度與實(shí)際溫度的差值。

例1 在200℃時(shí)E型熱電偶示值誤差計(jì)算。

在200℃檢定點(diǎn)附近，參考端為0℃，被檢E型熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)值為13.452mV,二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)測(cè)得溫場(chǎng)的溫度為200.15℃,求被檢熱電偶在200℃時(shí)示值誤差。

△t檢 = 200 - 200.15 = -0.15 ℃

從檢定分度表查得,在200℃時(shí)熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)值和微分熱電動(dòng)勢(shì):

e分 = 13.421 mV

S被 = 0.074 mV

則可計(jì)算出△e200即:

△e200 = ē + S被·△t - e分

= 13.452 + 0.074 × （ - 0.15 ） - 13.421

= 0.020（ mV ）

則熱電偶在200℃時(shí)示值誤差:

℃

其修正值為-0.3℃。

15.2 300℃以上熱電動(dòng)勢(shì)誤差Δe用下式計(jì)算：

式中 ē被—被檢熱電偶在檢定點(diǎn)附近溫度下，測(cè)得的熱電動(dòng)勢(shì)算術(shù)平均值；

e標(biāo)—標(biāo)準(zhǔn)熱電偶證書上某檢定點(diǎn)溫度的熱電動(dòng)勢(shì)值；

ē標(biāo)—標(biāo)準(zhǔn)熱電偶在某檢定點(diǎn)附近溫度下，測(cè)得的熱電動(dòng)勢(shì)算術(shù)平均值；

e分—被檢熱電偶分度表上查得的某檢定點(diǎn)溫度的熱電動(dòng)勢(shì)值；

S 標(biāo)、S被—分別表示標(biāo)準(zhǔn)、被檢熱電偶在某檢定點(diǎn)溫度的微分熱電動(dòng)勢(shì)。

例2 在1000℃時(shí)，N型熱電偶示值誤差計(jì)算。

在1000℃附近測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10—鉑熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)算術(shù)平均ē標(biāo)值為9.558 mV；被檢N型熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)算術(shù)平均ē被為36.274 mV。

從標(biāo)準(zhǔn)熱電偶檢定證書中查得1000℃時(shí)熱電動(dòng)勢(shì)e標(biāo)為9.581 mV；求被檢N型熱電偶在1000℃時(shí)的誤差。從熱電偶微分熱電動(dòng)勢(shì)表中查得1000℃時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)與被檢熱電偶1℃分別相當(dāng)于0.012 mV；0.039 mV。

從N型熱電偶分度表中查得1000℃時(shí)熱電動(dòng)勢(shì)為36.256 mV,將以上數(shù)據(jù)代入下式,可計(jì)算誤差△e值。即：

則熱電偶在1000℃時(shí)示值誤差：

（℃）

其修正值為-2.4℃

?本檢定規(guī)程經(jīng)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局于1996 年 8 月 23 日批準(zhǔn)，并自1997 年 3 月 1 日起施行。

工作用廉金屬熱電偶檢定規(guī)程

本規(guī)程適用于長(zhǎng)度不小于750mm的新制造和使用中的分度號(hào)為K的鎳鉻-鎳硅熱電偶、分度號(hào)為N 的鎳鉻-鎳硅熱電偶、分度號(hào)為E 鎳鉻-銅鎳熱電偶、分度號(hào)為J的鐵-銅鎳熱電偶（以下分別簡(jiǎn)稱K、N、E、J、X型熱電偶）在-40-1300℃范為內(nèi)的檢定。

1熱電極的名義成分如表1規(guī)定。

表1

注：①不同分度號(hào)兩鎳鉻極不可互換；

②不同分度號(hào)兩銅鎳極不可互換；

③鎳鉻—鎳硅采用鎳鉻—鎳鋁分度表。

2 不同等極熱電偶在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，其允差應(yīng)符合表2表定。

表2

注：①允差取大值；②t為測(cè)量端溫度。

3 熱電偶的外觀應(yīng)滿足下列要求：

3.1 新制熱電偶的電極應(yīng)平直、無列痕、直徑應(yīng)均勻；使用中的電偶的電極不應(yīng)有嚴(yán)重的腐蝕和明顯縮徑等缺陷。

3.2熱電偶測(cè)量端的焊接要牢固、呈球狀，表面應(yīng)光滑、無氣孔、無夾渣。

16 經(jīng)檢定符合本規(guī)程要求的熱電偶發(fā)給檢定證書；不合格的熱電偶, 發(fā)給檢定結(jié)果通知書,如有需要,可給出熱電偶在各檢定點(diǎn)的修正值。

17 熱電偶的檢定周期一般為半年，特殊情況下可根據(jù)使用條件來確定。

附錄1

熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線的檢定方法

1 補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電特性符合下表要求：

號(hào)

測(cè)量端

溫度

動(dòng) 勢(shì)

（mV）

動(dòng) 勢(shì)（mV）

KCA

KX

NC

NX

EX

JX

4.096

4.096

2．774

2．774

6.319

5.269

100uV（2.5℃）

100uV（2.5℃）

100uV（2.5℃）

100uV（2.5℃）

200uV（2.5℃）

140uV（2.5℃）

60uV（1.5℃）

60uV（1.5℃）

60uV（1.5℃）

60uV（1.5℃）

120uV（1.5℃）

85uV（1.5℃）

—

8.138

5.913

5.913

13.421

10.779

—

100uV（2.5℃）

100uV（2.5℃）

100uV（2.5℃）

200uV（2.5℃）

140uV（2.5℃）

—

60uV（1.5℃）

60uV（1.5℃）

60uV（1.5℃）

120uV（1.5℃）

85uV（1.5℃）

900℃

900℃

900℃

900℃

500℃

500℃

*括號(hào)內(nèi)溫度是按上表所列熱電偶測(cè)量端溫度的微分熱電動(dòng)勢(shì)計(jì)算的。

2 一般用補(bǔ)償導(dǎo)線檢定100℃點(diǎn)，耐熱用補(bǔ)償導(dǎo)線檢定100℃、200℃點(diǎn)，也可根據(jù)需要在其他溫度點(diǎn)檢定。

3 將補(bǔ)償導(dǎo)線的兩端的護(hù)層和絕緣層去除10～20mm，并將兩個(gè)電極表面絕緣清除干凈，使其一端焊接成一支熱電偶，然后參照本規(guī)程第10條進(jìn)行檢定。

附錄2

帶補(bǔ)償導(dǎo)線熱電偶的檢定方法

本方法適用于K、N、E、J型熱電偶，接上補(bǔ)償導(dǎo)線后整體進(jìn)行檢定。

1,只限檢定Ⅱ級(jí)允差熱電偶。

2,須選用經(jīng)檢定的延長(zhǎng)型補(bǔ)償導(dǎo)線，允差為：（100±0.2℃）。

3,參考接點(diǎn)溫度不得超過100℃。

4,熱電偶長(zhǎng)度不小于350mm，熱電偶加補(bǔ)償導(dǎo)線的總長(zhǎng)度不小750mm。

5 參照本規(guī)程第三章進(jìn)行檢定。

附錄3

管式爐爐溫溫場(chǎng)測(cè)試方法

本方法適用于300～1300℃范圍內(nèi)管式爐溫場(chǎng)測(cè)試。

1 管式爐的技術(shù)要求應(yīng)符合5.5款要求。

2 測(cè)試設(shè)備應(yīng)符合4條、5.6、5.8款要求。

3 定位塊尺寸如圖1,材料為耐火材料

4 將定位塊裝入管式爐兩端，使其與爐端帖緊，并裝好控溫?zé)犭娕迹◤?號(hào)孔插入）。

5 將兩支二等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶插入定位塊中，使測(cè)量端處于爐軸線中點(diǎn)截面處，在標(biāo)準(zhǔn)熱電偶絕緣管與定位塊外端面相交點(diǎn)，用陶鑄鉛筆做一記號(hào)，作為坐標(biāo)“0”點(diǎn)，從此

點(diǎn)分別向工作端和參考端每隔10mm做一記號(hào)，標(biāo)上+5～-5坐標(biāo)，坐標(biāo)示意圖如圖2所示。

圖1 定為塊示意圖

圖2 檢定爐坐標(biāo)示意圖

6 將兩支標(biāo)準(zhǔn)熱電偶（簡(jiǎn)稱標(biāo)1和標(biāo)2）插入定位塊中，并連接好線路，測(cè)量?jī)蓸?biāo)準(zhǔn)偶的熱電動(dòng)勢(shì)值。

將爐溫升到（1000±5）℃時(shí)，待恒定后，依次測(cè)量標(biāo)1和標(biāo)2的熱電動(dòng)勢(shì)，測(cè)量次數(shù)不應(yīng)小于4次，在此測(cè)量時(shí)間內(nèi)，管式爐內(nèi)溫度變化不得超過±0.25℃。

6.1 軸向溫場(chǎng)測(cè)量：將標(biāo)1和標(biāo)2分別插入1孔和2孔，并使標(biāo)1工作端處于0坐標(biāo)點(diǎn)，再分別使標(biāo)2處于-5、-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4、5各點(diǎn)，分別測(cè)得標(biāo)1和標(biāo)2的熱電動(dòng)勢(shì)，以標(biāo)1為標(biāo)準(zhǔn)，以標(biāo)2為被測(cè)，將標(biāo)1在0坐標(biāo)點(diǎn)測(cè)得的熱電動(dòng)勢(shì)值均修正到1000℃點(diǎn)，并將標(biāo)2在坐標(biāo)點(diǎn)修正后的熱電動(dòng)勢(shì)值，換算成溫度，即為軸向溫場(chǎng)分布。

6.2 徑向溫場(chǎng)測(cè)量：使標(biāo)1和標(biāo)2處于同一截面上，標(biāo)1置于爐軸線上不動(dòng)，分別將標(biāo)2置于爐內(nèi)此截面上、下、左、右四點(diǎn)測(cè)量標(biāo)1和標(biāo)2的熱電動(dòng)勢(shì)值，此測(cè)量共在-2、-1、0、1、2五個(gè)坐標(biāo)的截面上進(jìn)行。以標(biāo)1為標(biāo)準(zhǔn)，以標(biāo)2為被測(cè)，將標(biāo)1在一截面測(cè)得的熱電動(dòng)勢(shì)值修正到1000℃，并將標(biāo)2在該截面上、下、左、右各點(diǎn)測(cè)得的熱電動(dòng)勢(shì)值，換算成溫度值，即為該截面的徑向溫場(chǎng)分布。

附錄4

標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10—鉑熱點(diǎn)偶在0～1300℃范圍內(nèi)，

整百度的熱電動(dòng)勢(shì)和溫度對(duì)照表編制方法

1 將標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10—鉑熱點(diǎn)偶檢定證書上給出的鋅、鋁（銻）、銅三個(gè)溫度點(diǎn)的熱點(diǎn)動(dòng)勢(shì)值，填入表1，并計(jì)算其在三個(gè)溫度點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)分度表值之差，分別計(jì)為△E1、△E2、△E3。

2 標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10—鉑熱點(diǎn)偶的系數(shù)a.b.c,用表1中△E1、△E2、△E3標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10—鉑熱點(diǎn)偶的熱點(diǎn)動(dòng)勢(shì)E（t）和S型熱電偶標(biāo)準(zhǔn)分度表值E3（t）的差值函數(shù)計(jì)算：

△E（t）= E（t）- ES（t）= a + bt + ct . （1）

表1

t （℃）

Ei （ t ） （μV ）

Es（t） （μV ）

2.1在檢定證書上給出鋅、鋁、銅點(diǎn)時(shí)，用式（2）修系數(shù)。

a = 4.47201·△E1 - 4.45367·△E2 + 0.981667·△E3

b = -0.0108956·△E1 + 0.0147221·△E2 - 0.00382658·△E3

c = 6.24408×10·△E1-9.78770×10·△E2+3.54362×10·△E3 （ 2 ）

2.2 在檢定證書上給出鋅、鋁、銅點(diǎn)時(shí)，用式（3）修系數(shù)。

a = 4.87164·△E1 - 4.74785·△E2 + 0.87205·△E3

b = -0.0122166·△E1 - 0.0156946·△E2 -0.00347797·△E3 （ 3 ）

c = 7.12235×10·△E1-10.43420×10·△E2+3.31186×10·△E3

2 將系數(shù)a.b.c代入（1），可得出所求正百度點(diǎn)的△E（t）值。

3 根據(jù)式（1）導(dǎo)出式（4）：

E（t）= Es （t） + △E（t） （ 4 ）

由此可求出標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10—鉑熱點(diǎn)偶在整百度點(diǎn)的熱電動(dòng)勢(shì)值。

例 N074—304標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10—鉑熱點(diǎn)偶在鋅、銻、銅三個(gè)點(diǎn)上的熱點(diǎn)動(dòng)勢(shì)值分別為：

E1 = 3444μV E2 = 5546μV E3 = 10566μV

求系數(shù)a.b.c和1200℃時(shí)該標(biāo)準(zhǔn)熱點(diǎn)偶的熱電動(dòng)勢(shì)值。

將E1.E2.E3填入表1中，求得：

△E1 = -2.9 △E2 = -6.8 △E3 = -8.8

用式（3）求a.b.c系數(shù)，求得：

a = 10.44702 b = -0.0406889 c = 21.15337×10

在t取1200℃時(shí)，將a.b.c代入（1）式，用△E（t）=a+bt+ct 求得△E1200 = -7.9（μV）

將△E（t） 代入（4）式中：E（t） = ES（t）+△E（t）

E1200 = ES（1200） + △E（1200）

= 11951 - 7.9

= 11943 （μV）

No74-304標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10—鉑熱點(diǎn)偶在1200℃時(shí)熱電動(dòng)勢(shì)值為11943μV。