工業(yè)熱電阻的準確測量

1、工業(yè)熱電阻的準確測量工業(yè)熱電阻因其結構結實、耐用, 符合于工業(yè)環(huán)境的要求而不同于精密型標準溫度計, 又因其測溫準確度高于工業(yè)用熱電偶, 所以在工業(yè)中得到廣泛的應用。我公司目前多采用ROSMOUNT、ABB公司及國產的隔爆型鎧裝熱電阻。下面分析檢定工業(yè)熱電阻的實際操作中需要注意的問題,并對檢定結果計算提出改進意見。檢定工業(yè)熱電阻的實際操作就是要準確測量熱電阻在0 e 、100 e和必要時在t 檢定的電阻值R(0 e ) 、R ( 100 e ) 和R ( t ) ; 檢定結果計算就是計算熱電阻的電阻值R( 0 e ) 、R( 100 e ) 和R( t) 以及偏差E 0、E 100 和Et ,

2、計算電阻溫度系數(shù)A, 然后分別將E 0、E 100、Et 和A與規(guī)定值比較得出熱電阻是否合格的結論。1 實際操作1. 1 使用二等標準鉑電阻溫度計需注意的問題二等標準鉑電阻溫度計在使用過程中, 由于溫度突變、震動、氧化和長途運輸?shù)染鶗广K絲被玷污、變形和產生內應力。這些因素的存在將會造成溫度計性能不穩(wěn)定, 準確度下降, 而對溫度計進行高于上限溫度的退火處理, 可以消除或減少上述因素的影響, 尤其是可以大大消除應力和氧化的影響, 因此在檢定和使用前必須對標準鉑電阻溫度計進行退火處理。退火完畢后,測量水三相點電阻值Rtp , 如果發(fā)現(xiàn)溫度計Rtp 的變化超過10mK, 應提前送檢。送檢時應帶上一次

3、的檢定證書。1. 2 使用電測設備測量需注意的問題( 1) 數(shù)字儀表價格遠低于進口電橋, 因此, 自動檢定裝置大多采用數(shù)字儀表作為配套電測設備。( 2)數(shù)字儀表測量可靠性不如測溫電橋, 數(shù)字儀表溫度漂移和零位漂移較大, 穩(wěn)定性較差, 這也是傳統(tǒng)的直流儀器一直沒有被數(shù)字儀表取代的原因。( 3) 檢定A 級鉑熱電阻時, 電測設備應引用修正值。檢定時, 通過熱電阻的電流應不大于1mA。1. 3 工業(yè)熱電阻插入測溫介質中需注意的問題對保護管可以拆卸的熱電阻,在偏差檢定前, 將熱電阻的感溫元件從內襯管和保護管中取出, 并放置在玻璃試管中( 檢定溫度高于400 e 時需用石英試管) 。試管內徑應與感溫元件

4、直徑或寬度相適應。為了消除試管內外空氣對流, 在感溫元件插入試管后需用脫脂棉或耐高溫材料塞緊管口。檢定時, 將感溫元件連同玻璃試管插入介質中檢定。1. 4 測量0 e 電阻值R ( 0 e ) 需注意的問題首先, 在檢定前一天, 制作冰點槽, 用刨冰機把冰塊弄碎裝入冰點槽, 稍微壓緊, 使冰面發(fā)烏, 加入適量水, 加蓋保溫, 這樣能保證有一個充分穩(wěn)定的0 e 溫場。其次, 溫度計插入冰點槽內必須有足夠的深度,一般不少于300mm, 熱電阻周圍的冰層厚度不小于30mm, 否則因導熱的影響將會使冰融點的溫度穩(wěn)定性發(fā)生變化。最后, 檢定前必須對標準鉑電阻溫度計進行退火處理, 測量標準鉑電阻溫度計的水

5、三相點電阻值。1. 5 測量100 e 和t 電阻值R( 100 e ) 和R( t) 存在的問題由于熱惰性, 溫度計在測溫時存在滯后效應, 而且每支溫度計的滯后時間是不同的。就會產生這樣一種現(xiàn)象, 隨著爐溫的波動, 爐溫、標準鉑電阻溫度計和被檢熱電阻不在同一時刻達到溫度最高點( 或最低點) 。這樣會給測量帶來一定的誤差, 檢定規(guī)程規(guī)定測量熱電阻在100 e 的電阻值時, 水沸點槽或油恒溫槽的溫度變化每10min 應不超過0. 04 e 。建議自動檢測裝置的生產廠家在設計過程中延長首次采樣時間的設定, 即不是剛好滿足溫度變化每10min 小于0. 04 e 就進行采樣, 實驗表明, 增加熱平衡

6、時間, 能顯著改善標準鉑電阻溫度計和被檢熱電阻的滯后效應, 提高測量的準確度。2 檢定結果計算檢定結果計算就是計算熱電阻的電阻值R ( 0 e ) 、R ( 100 e ) 和R( t) 以及偏差E 0、E 100和Et , 計算電阻溫度系數(shù)A, 然后分別將E 0、E 100、Et 和A與規(guī)定值比較得出熱電阻是否合格的結論。這里只討論被檢熱電阻R ( 0 e ) 、R ( 100 e ) 和R( t) 的計算問題, 其余計算方法同檢定規(guī)程。2. 1 計算被檢熱電阻R ( 0 e ) 、R( 100 e ) 和R( t) 的綜合表達式R ( t ) = R ( ti ) - dR( t)/dt

7、R* ( ti ) - W* ( t ) R*tp/R*tp dW* ( t)/dt式中: ( 1) 帶* 號為標準鉑電阻溫度計數(shù)值; 不帶* 號為被檢工業(yè)鉑電阻數(shù)值。(2) t ) 被檢點名義溫度; ti ) 被檢點實際溫度; R( ti ) ) 被檢工業(yè)鉑電阻測量值; R* ( ti ) ) 標準鉑電阻溫度計測量值; dR( t )/dt 由查工業(yè)鉑電阻分度表而得。例如工業(yè)鉑電阻Pt100 的查表值如下:當t = 0 e 時: dR( 0 e )/dt = 0. 3908;當t = 100 e 時: dR( 100 e )/dt = 0. 3793;當t = 150 e 時:dR( 150

8、 e )/dt = 0. 3735。R*tp 取當天測量值; W* ( t ) 、dW* ( t)/dt 由查標準鉑電阻溫度計W( t) 數(shù)值表而得。上述公式適用于熱電阻在任意檢定溫度點時電阻值的計算, 它形式上不同于檢定規(guī)程中分步表達的方式, 但實質是一樣的。該公式可以利用W( t) 數(shù)值表, 減小計算誤差。2. 2 改進建議按照檢定規(guī)程的要求dW( 0 e )/dt和dW( 100 e )/dt 取規(guī)定值, 而實際上每支標準鉑電阻溫度計dW( 0 e )/dt 、dW( 100 e )/dt 和dW( t)/dt 值都不同, 有微小的差別, 這會給檢定計算帶來一定的誤差。目前, 熱電阻檢定

9、有兩種情況: 一種是用自動檢定裝置進行檢定, 這時, 只要輸入所用標準鉑電阻溫度計的a 8、b8 和Rtp 值, 程序會自動計算出其dW( 0 e )/dt 、dW( 100 e )/dt 和dW( t)/dt 值, 而沒有取規(guī)程中的規(guī)定值。另外一種情況是手動檢定, 需要人工計算, 通常利用標準鉑電阻溫度計的W( t ) 數(shù)值表,查出dW( 0 e )/dt 、dW( 100 e )/dt 和dW( t)/dt 值, 整個計算過程運用廣泛使用的Excel 電子表格并不復雜?？傊? 根據(jù)目前科技發(fā)展水平, 采用更精確的計算方法已經是很方便的事情。綜上所述, 為了提高工業(yè)熱電阻的測量準確度,配備標準鉑電阻溫度計退火爐, 配備水三