为了保证热电偶测量的准确可靠, 新制造和使用中的热电偶需要进行检定或校准。一般实验室检定热电偶所用方法为使用自动检定系统和传统非自动检定方式。检定热电偶一般使用JJG351-1996《工作用廉金属热电偶》检定规程。

本文意在比较两种测量方法的差异及分析比较两种方式的测量结果, 所采用热电偶为使用中的廉金属热电偶, 分度号为K, 等级为II级, 长度大于750mm。

方法一:采用传统的检定方式

大部分早期的实验室检定热电偶都是采用这种方式, 包含检定中使用的标准器即二等标准铂铑10-铂热电偶, 电测设备 (KEITHELY 2010的数字多用表) ;卧式检定长炉;手动转换开关;冰点恒温器。

检定时将标准热电偶套上保护管, 与被检热电偶一起用细镍铬丝捆扎成圆形一束装入检定炉内中心位置。捆扎时应按规程要求操作。在炉口沿热电偶束周围, 用绝缘耐火材料堵好。将热电偶的参考端与铜导线相连接, 插入装有酒精的玻璃试管中, 再分散插入装有冰水混合物的保温瓶中, 插入深度不应小于150mm。铜导线的另一端通过转换开关与电测设备连接。本次试验温度点为400℃、600℃、800℃。试验结果如下表:

方法二:采用自动系统检定方法

热电偶自动检定系统现已广泛应用于各热学实验室, 系统包括卧式检定长炉;扫描开关;自动测温传感器;电测设备为纳伏微欧表。与传统方法相比, 电测设备使用的数表不一样, 转换开关换成寄生电势更小的扫描开关。

用同样的被检偶和标准偶, 采用自动系统检定, 准备工作与方法一样, 在自动系统里参考端选择被检偶和标准偶均为0℃, 检定温度点同上, 试验结果如下:

由两种实验结果分析表 (a) 可知, 两种方式的测量结果, 误差趋势一致, 均在允差范围内, 两种方法均可满足检定要求。由图 (b) 可看出, 采用自动系统三次实验结果的值所落在的区间相对集中, 而采用传统方法得到的值所落在的区间较为离散。

两种系统的差异, 除了硬件方面的不同之外 (包含电测设备, 扫描开关) 。在两个系统都符合规程要求的前提下, 对于我们实验室来说, 更重要的是整个检定过程的适用性, 采用自动检定系统比起采用传统方法, 从工作效率上来说, 自动系统可以在温度点稳定的时候自动采集数据代替人工手动逐个记录数据;还能自动升到下个检定温度点避免传统方法人工逐点手动升温的操作;最重要的, 我们在检定热电偶时往往花较多时间在处理数据上, 而自动检定系统能够自动处理结果, 并且能自动生成检定记录, 简化了检定过程, 大大提高了计量检定工作效率。