工業(yè)直流電測(cè)量不確定度的評(píng)定

0生熱電勢(shì)的顯示工業(yè)濕熱是測(cè)量介質(zhì)溫度的重要因素。這兩個(gè)不同的導(dǎo)線之間在兩端不同溫度下產(chǎn)生熱量，從補(bǔ)償電纜傳輸?shù)斤@示設(shè)備，并根據(jù)設(shè)備的電勢(shì)計(jì)算最終的測(cè)量溫度。工業(yè)熱電偶測(cè)量不確定度評(píng)定的要素就是由這個(gè)過程中各個(gè)環(huán)節(jié)所影響的量。在工業(yè)熱電偶測(cè)量中我們盡可能將這些因素通過各種措施控制在一定的范圍內(nèi),使得測(cè)量結(jié)果達(dá)到或接近測(cè)量真實(shí)值。1擴(kuò)展不確定度評(píng)定根據(jù)工業(yè)熱電偶測(cè)量過程建立數(shù)學(xué)模型:式中:e為工業(yè)熱電偶測(cè)量的溫度誤差;e1為工業(yè)熱電偶的允許誤差;e2為二次儀表或DCS通道測(cè)量偏差;e3為冷端溫度補(bǔ)償偏差;e4為冷端溫度補(bǔ)償通道偏差;由于工業(yè)熱電偶測(cè)量過程中測(cè)量介質(zhì)的變化,對(duì)重復(fù)性測(cè)量無法進(jìn)行,因此不考慮A類不確定度的評(píng)定。上述5個(gè)屬于B類測(cè)量不確定評(píng)定要素。若以測(cè)量范E圍(tc)(0℃~600℃)為例進(jìn)行合成不確定度的評(píng)定。1)熱電偶的允許誤差(Ⅰ級(jí)),標(biāo)準(zhǔn)偏差為3)冷端補(bǔ)償溫度偏差(0.3+0.006t),標(biāo)準(zhǔn)偏差為合成不確定度:上述各項(xiàng)不確定因素中已包含置信概率取95%,K95≈2。因此擴(kuò)展不確定度U95=Uc=3.54℃。其它工業(yè)熱電偶測(cè)量不確定度評(píng)定類似,區(qū)別就是在于測(cè)量范圍不同,相對(duì)各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)偏差不同而已。2航空接頭的溫度分布工業(yè)熱電偶在測(cè)量中,受到測(cè)量系統(tǒng)、熱電偶本身等因素的作用,存在測(cè)量誤差,我們可以減少測(cè)量系統(tǒng)外因素對(duì)測(cè)量帶來的影響。下面用實(shí)際工作中遇到的一實(shí)例來分析工業(yè)熱電偶測(cè)量不確定度的產(chǎn)生及其防范對(duì)策。再把#2瓦熱電偶簡(jiǎn)單畫成圖2,其中虛線框表示航E空(tc)插頭,其中E(t)為熱電偶測(cè)量端電勢(shì),即1實(shí)際溫度對(duì)應(yīng)的電勢(shì),E(A)側(cè)為熱#電2偶元件焊接處,E2(B)側(cè)為補(bǔ)償導(dǎo)線焊接處,E(tEc)(t)側(cè)為冷端補(bǔ)償并顯示。在正負(fù)極性焊E(A)接沒有錯(cuò)誤,且E(tc)E側(cè)(B)溫度保持不E(tc)變的情況下,分析熱電偶測(cè)溫顯示的變化。第一種情況是當(dāng)E(A)側(cè)和E(B)側(cè)溫度相同,即EB=EA,也22就是航空插頭的兩端溫度相同,根據(jù)熱電偶的中間導(dǎo)體定律,無論怎樣變化,顯示溫度就是E(t)所對(duì)應(yīng)的溫度值t(熱電偶測(cè)量誤差是固有誤差不予考慮,下同),在計(jì)量室內(nèi)檢定熱電偶就是在這種情況下進(jìn)行,也是屬于正常檢測(cè)狀態(tài)。(1)式與(2)式比較,明顯多了這一項(xiàng)(EB-EA),當(dāng)A側(cè)溫度高于B側(cè)溫度時(shí),(EB-EA)為負(fù)值,顯然E(t,B)≥E(t,A),E(tc)側(cè)溫度顯示就偏高。由于#2瓦溫裝在汽輪機(jī)缸壁內(nèi)外的兩側(cè),內(nèi)側(cè)(元件側(cè))溫度高于外側(cè)(補(bǔ)償導(dǎo)線側(cè)),此時(shí)測(cè)得的溫度就高于其實(shí)際溫度值,兩側(cè)溫度差越大,溫度顯示偏高值就越大。下面再討論B側(cè)補(bǔ)償導(dǎo)線極性接反,即圖二中的紅線與黑線進(jìn)行對(duì)換,此時(shí)溫度顯示值的變化情況。同樣分兩種情況進(jìn)行分析。第一種情況是當(dāng)E(A)側(cè)和E(B)側(cè)溫度相同,即EB=EA,也就是航空插頭的兩端溫度相同,根據(jù)熱電偶的中間導(dǎo)體定律,還是滿足(3)式與(4)式比較,明顯(3)式值小于(4)式值,顯示溫度就比正常情況下偏低,當(dāng)B側(cè)溫度越高,溫度偏差值就越大。第二種情況是當(dāng)E(t,A)側(cè)和E(t,B)側(cè)溫度不相同,即EB≠EA,此時(shí)就不滿足熱電偶的中間導(dǎo)體定律,其它與上一種情況相同,當(dāng)A側(cè)溫度高于B側(cè)溫度時(shí),(EB-EA)為負(fù)值,顯然E(t,B)≥E(t,A),E(tc)側(cè)溫度顯示就偏高。因此在補(bǔ)償導(dǎo)線極性接反的情況下,兩種情況可以互相抵消一部分溫度偏差值。實(shí)際上E(tc)側(cè)溫度遠(yuǎn)低于B側(cè)溫度,而A、B側(cè)溫度可以近似相等,因此總體而言,顯示溫度比實(shí)際溫度要低。在計(jì)量室內(nèi)檢定時(shí)無法辨別出溫度偏差,主要原因是E(tc)側(cè)溫度、A側(cè)溫度、B側(cè)溫度三者相同,因此無法測(cè)量出極性接反帶來的偏差,只有在航空插頭處A、B兩側(cè)加上不同的溫度才能辨別出導(dǎo)線焊接的正確性。這個(gè)實(shí)例擴(kuò)大了補(bǔ)償導(dǎo)線對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,給測(cè)量帶來附加誤差,使得顯示值的偏差范圍超過測(cè)量不確定度的范圍。我們對(duì)采用中間補(bǔ)償導(dǎo)線轉(zhuǎn)接的熱電偶測(cè)量系統(tǒng),在安裝前必須核對(duì)補(bǔ)償導(dǎo)線的正負(fù)極。如果在機(jī)組檢修時(shí)需要對(duì)元件更換,建議把整個(gè)航空插頭進(jìn)行更換,以免各個(gè)航空插頭接線差異而影響到測(cè)量的準(zhǔn)確性。3補(bǔ)償導(dǎo)線與不確定度工業(yè)熱電偶測(cè)量過程中一般不會(huì)超過測(cè)量不確定度評(píng)定值,如果超過這個(gè)值,就說明在這個(gè)測(cè)量過程中有附加因素存在,我們必須加以分析,并采取措施去加以防范,盡可能去減少對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。e5為補(bǔ)償導(dǎo)線對(duì)測(cè)量過程的影響。2)DCS輸入通道精度(0.3級(jí)),標(biāo)準(zhǔn)偏差為4)冷端補(bǔ)償通道精度(0.3級(jí)),標(biāo)準(zhǔn)偏差為5)補(bǔ)償導(dǎo)線對(duì)測(cè)量過程的影響,標(biāo)準(zhǔn)偏差為2008年淮南礦業(yè)集團(tuán)電力公司新莊孜電廠#2機(jī)組在線運(yùn)行記錄顯示,#2機(jī)#2瓦溫測(cè)量值偏低。在同年#2機(jī)C修中,把#2瓦溫進(jìn)行拆除,在檢定爐進(jìn)行校驗(yàn),溫度偏差為-0.4℃,在熱電偶的允許誤差范圍之內(nèi)。對(duì)熱電偶的航空插頭進(jìn)行拆解,發(fā)現(xiàn)兩側(cè)的航空插頭補(bǔ)償導(dǎo)線焊接不匹配(見圖1)。#2瓦溫是有四支熱電偶元件組成,圖1中元件側(cè)表示接元件的航空插頭,補(bǔ)償導(dǎo)線側(cè)表示接補(bǔ)償導(dǎo)線并遠(yuǎn)傳,實(shí)際接線中兩側(cè)的正負(fù)補(bǔ)償導(dǎo)線正好接反。#2瓦溫航空插頭兩側(cè)