JJF1991—20221短型廉金屬熱電偶校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于測量范圍為(-40~1000)℃,電極長度為(300~500)mm的可拆卸式廉金屬熱電偶和金屬套管長度為(300~500)mm的廉金屬鎧裝熱電偶的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件:JJG368—2000工作用銅-銅鎳熱電偶JJF1262—2010鎧裝熱電偶校準(zhǔn)規(guī)范JJF1637—2017廉金屬熱電偶校準(zhǔn)規(guī)范GB/T4989—2013熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線GB/T16839.1—2018熱電偶第1部分:電動(dòng)勢規(guī)范和允差GB/T30429—2013工業(yè)熱電偶凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本規(guī)范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)范。3術(shù)語3.1熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線extensionandcompensatingcablesforthermocouples在一定溫度范圍內(nèi)(包括常溫)具有與所匹配的熱電偶的熱電勢的標(biāo)稱值相同的一對帶有絕緣層的導(dǎo)線,用其連接熱電偶與測量裝置,以補(bǔ)償熱電偶與測量裝置之間的溫差所產(chǎn)生的誤差,補(bǔ)償導(dǎo)線分為延長型與補(bǔ)償型兩種。[來源:GB/T4989—2013,3.1.1有修改]3.2均溫塊isothermalblock管式爐中使用的具有插孔的耐高溫合金圓柱體均溫裝置,用于校準(zhǔn)廉金屬熱電偶等溫度傳感器,可以優(yōu)化管式爐溫場的均勻性。型式上可分為:杯狀均溫塊和插孔式均溫塊。4概述熱電偶是兩種不同材料的導(dǎo)體基于塞貝克效應(yīng)制成的溫度計(jì)。通常兩種不同材料的導(dǎo)體稱為熱電偶的兩個(gè)電極,兩個(gè)電極的一端焊接在一起形成一個(gè)測量端,測量時(shí)放置于被測溫場中;另一端為參考端,測量時(shí)置于某一恒定溫場中。短型廉金屬熱電偶是電極長度較短的[電極長度約為(300~500)mm,金屬套管長度約為(300~500)mm]可拆卸式廉金屬熱電偶和廉金屬鎧裝熱電偶的統(tǒng)稱。按電極材料熱電偶分為:鎳鉻-鎳硅(K型)、鎳鉻硅-鎳硅(N型)、鎳鉻-銅鎳(E型)、鐵-銅鎳(J型)及銅-銅鎳熱電偶(T型)。JJF1991—20222可拆卸式廉金屬熱電偶是指熱電偶絲可以從熱電偶套管中取出的,熱電偶電極部分可以裸露在外的一類裝配型廉金屬熱電偶。廉金屬鎧裝熱電偶(以下簡稱鎧裝偶)是由熱電偶絲用無機(jī)物絕緣的、金屬套管封裝的,鎧裝偶電纜制成的適用于各種工業(yè)過程溫度測量的熱電偶。按測量端結(jié)構(gòu)形式分為絕緣型、露端型、接殼型及分離式絕緣型。5絕緣電阻和計(jì)量特性5.1鎧裝偶常溫絕緣電阻鎧裝偶的常溫絕緣電阻應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1鎧裝偶常溫絕緣電阻檢查項(xiàng)目試驗(yàn)溫度相對濕度分度號最小絕緣電阻要求(20±15)℃≤80%K、N、E、J、TRr≥100MΩ5.2熱電勢偏差熱電偶計(jì)量特性用輸出熱電勢表征,見附錄B。6校準(zhǔn)條件6.1環(huán)境條件電測設(shè)備及其他配套設(shè)備工作的環(huán)境溫度和相對濕度應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)定的要求;恒溫設(shè)備工作的環(huán)境應(yīng)無影響校準(zhǔn)的氣流擾動(dòng)和外電磁場的干擾。6.2測量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備6.2.1測量標(biāo)準(zhǔn)測量標(biāo)準(zhǔn)見表2。表2測量標(biāo)準(zhǔn)序號測量標(biāo)準(zhǔn)名稱測量范圍技術(shù)要求備注1標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)(-60~+300)℃標(biāo)準(zhǔn)可使用擴(kuò)展不確定度滿足要求的其他測量標(biāo)準(zhǔn)2標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)(-189.3442~+419.527)℃二等3標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶(300~1100)℃二等6.2.2其他設(shè)備其他配套設(shè)備見表3。表3配套設(shè)備序號設(shè)備名稱技術(shù)要求用途備注1電測儀器準(zhǔn)確度等級不低于0.02級、分辨力不低于1μV用于測量熱電勢也可使用準(zhǔn)確度等級和分辨力不低于相關(guān)要求的其他電測設(shè)備使用二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)作為測量標(biāo)準(zhǔn)時(shí),準(zhǔn)確度等級不低于0.02級、分辨力不低于0.1mΩ測量二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的電阻值3表3配套設(shè)備(續(xù))序號設(shè)備名稱技術(shù)要求用途備注2恒溫設(shè)備(-40~+300)℃插入深度不小于150mm,有效工作區(qū)域內(nèi)任意兩點(diǎn)溫差絕對值不大于0.1℃提供恒定的均勻溫場根據(jù)不同的校也可選擇滿足該技術(shù)要求的其他恒溫設(shè)備,如鹽浴槽、干體爐等300℃及以上熱管槽:插入深度不小于150mm,有效工作區(qū)域內(nèi)任意兩點(diǎn)溫差絕對值不大于0.5℃;管式爐:爐體長度約為300mm,加熱管內(nèi)徑不小于40mm,有效工作區(qū)域軸向30mm內(nèi)任意兩點(diǎn)溫差絕對值不大于1℃;使用管式爐校準(zhǔn)時(shí),應(yīng)配置均溫塊;從孔底算起軸向30mm內(nèi),任意兩點(diǎn)溫差絕對值不大于1℃;孔底同一截面任意兩點(diǎn)的溫差絕對值不大于0.5℃3多點(diǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)各路寄生電勢不大于0.5μV切換各通道—4參考端恒溫器冰點(diǎn)恒溫器深度應(yīng)不小于200mm,工作區(qū)域溫度變化為(0±0.1)℃為參考端提供0℃的恒溫場可用滿足要求的其他設(shè)備,如冰瓶等5均溫塊在1100℃的溫度下不發(fā)生形變,導(dǎo)熱性能好優(yōu)化管式爐爐溫溫場配合管式爐使用6補(bǔ)償導(dǎo)線使用符合GB/T4989—2013的精密級補(bǔ)償導(dǎo)線將熱電偶信號輸出端引至參考端恒溫器—7絕緣電阻測試儀器準(zhǔn)確度等級不低于10級絕緣電阻的測量—8讀數(shù)裝置放大倍數(shù)5倍以上,可調(diào)水平輔助讀取標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)示值—9其他輔助工具游標(biāo)卡尺、鋼卷尺測量熱電偶的長度或電極直徑—7校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1檢查項(xiàng)目7.1.1可拆卸式廉金屬熱電偶的外觀檢查采用目測方法檢查熱電偶的外觀。7.1.1.1熱電偶的電極應(yīng)平直、無裂痕,不應(yīng)有嚴(yán)重的腐蝕和明顯的縮徑。JJF1991—202247.1.1.2測量端的焊接要牢固,表面光滑、無氣孔、無夾渣。7.1.2鎧裝偶常溫絕緣電阻根據(jù)鎧裝偶的直徑,選擇絕緣電阻測試儀。如果套管外徑不大于1.5mm,測量電壓(DC)為(75±25)V;套管外徑大于1.5mm,測量電壓(DC)為(500±50)V。在環(huán)境溫度(20±15)℃,相對濕度不大于80%下進(jìn)行校準(zhǔn)。將絕緣電阻測試儀的一端連接熱電偶的電極上,另一端與金屬套管連接,對于含有多對電極的鎧裝偶,絕緣電阻測試儀的兩端分別連接不同對的熱電極。施加電壓,分別測量每個(gè)電極與金屬套管之間的絕緣電阻,記錄1min時(shí)的絕緣電阻示值。鎧裝偶的常溫絕緣電阻在電極與金屬套管之間測量。對于多對電極的鎧裝偶,還應(yīng)測量每對電極之間的絕緣電阻。絕緣電阻應(yīng)符合表1要求。7.2校準(zhǔn)項(xiàng)目熱電偶的熱電勢值和熱電勢偏差。7.3校準(zhǔn)方法7.3.1熱電偶的熱電勢偏差7.3.1.1校準(zhǔn)溫度點(diǎn)在熱電偶測量溫度范圍內(nèi),一般選擇不少于三個(gè)校準(zhǔn)溫度點(diǎn),可參照附錄A選取校準(zhǔn)溫度點(diǎn),也可根據(jù)客戶要求選取其他校準(zhǔn)溫度點(diǎn)。7.3.1.2參考端的連接用補(bǔ)償導(dǎo)線的一端與熱電偶的參考端連接,補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶的電極極性相同,連接應(yīng)牢靠穩(wěn)固。補(bǔ)償導(dǎo)線的另一端與銅導(dǎo)線連接后,置入裝有酒精或變壓器油的玻璃試管內(nèi),再均勻地插入?yún)⒖级撕銣仄?。?biāo)準(zhǔn)熱電偶參考端與銅導(dǎo)線的一端連接后,也插入同一參考端恒溫器。插入深度均不小于150mm。銅導(dǎo)線的另一端通過轉(zhuǎn)換開關(guān)與電測儀器連接。注:補(bǔ)償導(dǎo)線的校準(zhǔn)方法和允差表見附錄J。7.3.1.3熱電偶在300℃及以下溫區(qū)的校準(zhǔn)采用比較法,將被校熱電偶與測量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。將被校熱電偶(可拆卸式廉金屬熱電偶,測量端套上玻璃保護(hù)管)與測量標(biāo)準(zhǔn)置于恒溫設(shè)備中,測量標(biāo)準(zhǔn)感溫點(diǎn)與被校熱電偶測量端置于有效工作區(qū)域的同一水平位置,插入深度應(yīng)不小于150mm。被校熱電偶參考端的連接按7.3.1.2的方法操作,被校熱電偶的參考端應(yīng)避免處于熱空氣對流的環(huán)境下。當(dāng)測量標(biāo)準(zhǔn)溫度偏離校準(zhǔn)溫度點(diǎn)±1℃以內(nèi),溫度變化每分鐘不超過0.1℃時(shí)(以測量標(biāo)準(zhǔn)示值作為依據(jù))開始讀數(shù),讀數(shù)順序?yàn)?標(biāo)→被1→被2→被3→…→被n↓標(biāo)←被1←被2←被3←…←被n每支熱電偶的讀數(shù)次數(shù)不少于四次,每個(gè)校準(zhǔn)溫度點(diǎn)的整個(gè)讀數(shù)過程,溫度的變化不得大于0.2℃(以測量標(biāo)準(zhǔn)示值作為依據(jù))。7.3.1.4熱電偶在300℃及以上溫區(qū)的校準(zhǔn)5采用雙極比較法,將被校熱電偶與測量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。使用管式爐校準(zhǔn)熱電偶的接線方法見圖1。圖1管式爐校準(zhǔn)接線圖將均溫塊放置在管式爐內(nèi),使其底部處于爐內(nèi)最高均勻溫區(qū)。校準(zhǔn)可拆卸式廉金屬熱電偶時(shí):將標(biāo)準(zhǔn)熱電偶套上保護(hù)管,與套上絕緣磁珠的被校熱電偶用細(xì)鎳鉻絲捆扎成一束,捆扎時(shí)將被校熱電偶的測量端圍繞保護(hù)管均勻分布一周(被校熱電偶最多四支)。將熱電偶束插入管式爐內(nèi)的均溫塊至底部,其測量端與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的測量端處于同一徑向截面上。標(biāo)準(zhǔn)熱電偶應(yīng)處于管式爐軸線位置上,熱電偶測量端處于爐內(nèi)最高均勻溫區(qū),爐口處用絕緣耐火材料封堵。校準(zhǔn)鎧裝偶時(shí):將標(biāo)準(zhǔn)熱電偶套上保護(hù)管,與被校鎧裝偶分別插入管式爐內(nèi)的均溫塊各孔底部,熱電偶測量端處于爐內(nèi)最高均勻溫區(qū),爐口處用絕緣耐火材料封堵。被校熱電偶參考端的連接按7.3.1.2的方法操作。校準(zhǔn)應(yīng)由較低溫的校準(zhǔn)溫度點(diǎn)向較高溫的校準(zhǔn)溫度點(diǎn)逐點(diǎn)升溫進(jìn)行,當(dāng)測量標(biāo)準(zhǔn)溫度偏離校準(zhǔn)溫度點(diǎn)±5℃以內(nèi),溫度變化每分鐘不超過0.2℃時(shí)(以測量標(biāo)準(zhǔn)示值作為依據(jù))開始讀數(shù)。讀數(shù)順序按7.3.1.3進(jìn)行,每支熱電偶的讀數(shù)次數(shù)不少于四次,每一個(gè)校準(zhǔn)溫度點(diǎn)的整個(gè)讀數(shù)過程,溫度的變化不得大于0.5℃(以測量標(biāo)準(zhǔn)示值作為依據(jù))。注:1使用熱管恒溫槽作為恒溫設(shè)備時(shí),校準(zhǔn)方法同7.3.1.3。2管式爐用均溫塊的使用方法見附錄K。7.4數(shù)據(jù)處理7.4.1標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)作為測量標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)時(shí),被校熱電偶熱電勢值計(jì)算公式:e被(t)=e被(t實(shí))+S被(t)·Δt校+e補(bǔ)(1)其中:Δt校=t-t實(shí)(2)6式中:e被(t)—被校熱電偶在校準(zhǔn)溫度點(diǎn)t的熱電勢,mV;e被(t實(shí))—被校熱電偶在實(shí)際溫度t實(shí)測得熱電勢的算術(shù)平均值,mV;S被(t)—被校熱電偶在校準(zhǔn)溫度點(diǎn)t的微分熱電勢,mV/℃;Δt校—校準(zhǔn)溫度點(diǎn)與實(shí)際溫度的差值,℃;e補(bǔ)—補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電勢修正值,mV;t—校準(zhǔn)溫度點(diǎn),℃;t實(shí)—測量標(biāo)準(zhǔn)測得的實(shí)際溫度(實(shí)際溫度=測量標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)平均7.4.2標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)作測量標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)時(shí),被校熱電偶熱電勢值計(jì)算公式:e被(t)=e被(t實(shí))+·S被(t)+e補(bǔ)(3) 其中: Wt=(4)式中:tn—名義溫度,℃;Wtn—由標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)分度表給出的溫度tn對應(yīng)的電阻比;Wt—溫度t時(shí)的電阻比;dWt—電阻比隨溫度的變化率,℃-dWt dttnRt—標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在溫度t時(shí),測得電阻的算術(shù)平均值,Ω;Rtp—標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在水三相點(diǎn)的電阻,Ω。7.4.3標(biāo)準(zhǔn)熱電偶作測量標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)時(shí),被校熱電偶熱電勢值計(jì)算公式:e被(t)=e被(t實(shí))+e標(biāo)證((t實(shí))·S被(t)+e補(bǔ)(5)式中:e標(biāo)證(t)—標(biāo)準(zhǔn)熱電偶證書所得的校準(zhǔn)溫度點(diǎn)t的熱電勢,mV;e標(biāo)(t實(shí))—標(biāo)準(zhǔn)熱電偶在實(shí)際溫度t實(shí)測得熱電勢的算術(shù)平均值,mV;S標(biāo)(t)、S被(t)—分別表示標(biāo)準(zhǔn)、被校熱電偶在校準(zhǔn)溫度點(diǎn)t的微分熱電勢,mV/℃。7.4.4被校熱電偶熱電勢偏差Δe被(t)計(jì)算公式:Δe被(t)=e被(t)-e分(t)(6)式中:e分—被校熱電偶分度表上查得的校準(zhǔn)溫度點(diǎn)t的熱電勢,mV。7.4.5被校熱電偶熱電勢偏差的等效溫度值Δt被計(jì)算公式:Δt被=()(7)7注:計(jì)算示例見附錄C。8校準(zhǔn)結(jié)果經(jīng)校準(zhǔn)的熱電偶出具校準(zhǔn)證書,校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書上反映(校準(zhǔn)結(jié)果內(nèi)容見附錄F)。校準(zhǔn)證書應(yīng)至少包括以下信息:a)標(biāo)題“校準(zhǔn)證書”;b)實(shí)驗(yàn)室名稱和地址;c)進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)(如果與實(shí)驗(yàn)室的地址不同);d)證書的唯一性標(biāo)識(如編號),每頁及總頁數(shù)的標(biāo)識;e)客戶的名稱和地址;f)被校對象的描述和明確標(biāo)識;g)進(jìn)行校準(zhǔn)的日期,如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí),應(yīng)說明被校對象的接收日期;h)如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性或應(yīng)用有關(guān)時(shí),應(yīng)對被校樣品的抽樣程序進(jìn)行說明;i)校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識,包括名稱及代號;j)本次校準(zhǔn)所用標(biāo)準(zhǔn)器的溯源性及有效性說明;k)校準(zhǔn)環(huán)境的描述;l)校準(zhǔn)結(jié)果及其測量不確定度的說明;m)對校準(zhǔn)規(guī)范的偏離的說明;n)校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識,以及簽發(fā)日期;o)校準(zhǔn)結(jié)果僅對被校對象有效的聲明;p)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn),不得部分復(fù)制證書的聲明。9復(fù)校時(shí)間間隔由于復(fù)校時(shí)間間隔的長短是由被校熱電偶的使用情況、使用者的使用方法、本身質(zhì)量等諸多因素決定,因此,送校單位可根據(jù)實(shí)際情況自主決定復(fù)校時(shí)間間隔。為確保被校熱電偶在規(guī)定的技術(shù)性能下使用,建議復(fù)校時(shí)間間隔一般不超過半年。JJF1991—20228附錄A熱電偶幾何尺寸及推薦校準(zhǔn)溫度點(diǎn)可拆卸式熱電偶的校準(zhǔn)溫度點(diǎn)見表A.1,鎧裝偶校準(zhǔn)溫度點(diǎn)見表A.2。表A.1可拆卸式熱電偶校準(zhǔn)溫度點(diǎn)熱電偶分度號電極直徑/mm校準(zhǔn)溫度點(diǎn)/℃K、N0.3400,600,7000.5,0.8,1.0400,600,8001.2,1.6,2.0,2.5400,600,800,10003.2400,600,800,1000E0.3,0.5100,200,2500.8,1.0,1.2100,300,4001.6,2.0,2.5100(300),400,6003.2400,600,700J0.3,0.5100,200,2500.8,1.0,1.2100,200,4001.6,2.0(100)300,400,5002.5,3.2(100)300,400,600T0.2,0.350,100,1500.5,0.850,100,2001.0,1.2100,200,2501.6,2.0100,200,300表A.2鎧裝偶校準(zhǔn)溫度點(diǎn)鎧裝偶分度號金屬外套管材料外徑/mm校準(zhǔn)溫度點(diǎn)/℃K、NNiCr合金0Cr25Ni200.5,1.0(250)300,400,5001.5,2.0400,600,8003.0,4.0,4.5,5.0500,700,9006.0,8.0500,800,10001Cr18Ni9Ti18Cr-8Ni0.5,1.0200,(250)300,4001.5,2.0400,500,6003.0,4.0,4.5,5.0,6.0,8.0400,600,8009表A.2鎧裝偶校準(zhǔn)溫度點(diǎn)(續(xù))鎧裝偶分度號金屬外套管材料外徑/mm校準(zhǔn)溫度點(diǎn)/℃E1Cr18Ni9Ti18Cr-8Ni0.5,1.0200,(250)300,4001.5,2.0(250)300,400,5003.0,4.0,4.5,5.0400,500,6006.0,8.0400,600,800J0.5,1.0100,200,(250)3001.5,2.0200,(250)300,4003.0,4.0,4.5,5.0(250)300,400,5006.0,8.0400,600,750T0.5,1.0100,150,2001.5,2.0,3.0,4.0,4.5,5.0100,200,(250)3006.0,8.0200,(250)300,35010附錄B熱電偶熱電勢偏差參考表當(dāng)熱電偶參考端為0℃時(shí),熱電勢偏差可符合GB/T16839.1—2018,見表B.1。表B.1熱電偶示值允許偏差名稱分度號2級允差及其適用溫度范圍鎳鉻-鎳硅熱電偶K(-40~+333)℃,±2.5℃;(333~1000)℃,±0.0075·t鎳鉻硅-鎳硅熱電偶N鎳鉻-銅鎳熱電偶E(-40~+333)℃,±2.5℃;(333~900)℃,±0.0075·t鐵-銅鎳熱電偶J(-40~+333)℃,±2.5℃;(333~750)℃,±0.0075·t銅-銅鎳熱電偶T(-40~+133)℃,±1℃;(133~350)℃,±0.0075·t注:允差以等效溫度值表示。JJF1991—202211附錄C熱電偶熱電勢偏差計(jì)算示例C.1用標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)校準(zhǔn)熱電偶時(shí)的示例在100℃校準(zhǔn)溫度點(diǎn)附近,參考端為0.0℃,測得被校E型熱電偶熱電勢的算術(shù)平均值e被為6.352mV;從分度表查得,在100℃時(shí)熱電偶的熱電勢值e分為6.319mV,微算在100℃時(shí)被校熱電偶熱電勢值和熱電勢偏差(熱電偶接補(bǔ)償導(dǎo)線,e補(bǔ)=0.006mV)。分熱電勢值為S被算在100℃時(shí)被校熱電偶熱電勢值和熱電勢偏差(熱電偶接補(bǔ)償導(dǎo)線,e補(bǔ)=0.006mV)。在100℃時(shí),被校熱電偶熱電勢值為:e被(t)=e被(t實(shí))+S被(t)·Δt校+e補(bǔ)=6.352+0.068×(100-100.02)+0.006=6.357(mV)熱電勢偏差Δe被(t)為:Δe被(t)=e被(t)-e分(t)=6.357-6.319=0.038(mV)熱電勢偏差的等效溫度值Δt被為:Δt被=()==0.56(℃)C.2用標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)校準(zhǔn)熱電偶時(shí)的示例在400℃校準(zhǔn)溫度點(diǎn)附近,參考端為0.0℃,測得標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)電阻的算術(shù)平均值Rt為248.9020Ω,被校E型熱電偶熱電勢的算術(shù)平均值e被為29.106mV;從標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)檢定證書中查得,水三相點(diǎn)的電阻值Rtp為99.4352Ω,分度表給出Wtn為2.50009296,電阻比的變化率(dWt/dt)tn為0.00357502℃-1;從分度表中查得被校熱電偶的熱電勢值e分為28.946mV,微分熱電勢值S被為0.080mV/℃。計(jì)算在在400℃時(shí),被校熱電偶熱電勢值e被(t)為:400℃時(shí)被校熱電偶熱電勢值和熱電勢偏差(熱電在400℃時(shí),被校熱電偶熱電勢值e被(t)為:e被(t)=e被(t實(shí))+·S被(t)+e補(bǔ)=29.106+2.500092940/99.4352×0.080-0.018=29.019(mV)熱電勢偏差Δe被(t)為:JJF1991—202212Δe被(t)=e被(t)-e分(t)=29.019-28.946=0.073(mV)熱電勢偏差的等效溫度值Δt被為:Δt被=()==0.91(℃)C.3用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶校準(zhǔn)熱電偶時(shí)的示例7.351mV,被校K型熱電偶熱電勢的算術(shù)平均值e被為33.239mV;從標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶檢定證書中計(jì)算得800℃時(shí)熱電勢值e標(biāo)證為7.342mV,微分熱電勢值S標(biāo)為0.011mV/℃;從分度表中查得被校熱電偶的熱電勢值e分為33.275mV,微分熱電勢值S被為0.041mV/℃。計(jì)算在800℃時(shí)被校熱電偶熱電勢值和熱電勢偏差(熱電偶接補(bǔ)償,0e.熱電勢值e被(t)為:e被(t)=e被(t實(shí))+e標(biāo)證((t實(shí))·S被(t)+e補(bǔ)=33.239+×0.041+0.012=33.217(mV)熱電勢偏差Δe被(t)為:Δe被(t)=e被(t)-e分(t)=33.217-33.275=-0.058(mV)熱電勢偏差的等效溫度值Δt被為:Δt被=()=.08=-1.41(℃)1JJF1991—202213附錄D標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶熱電勢值計(jì)算方法D.1熱電勢值之差Δe1、Δe2、Δe3將標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶(以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)熱電偶)檢定證書上,鋅、鋁、銅三個(gè)凝固點(diǎn)的熱電勢值,填入表D.1,分別計(jì)算三個(gè)凝固點(diǎn)(設(shè)定為t1、t2、t3)與分度表中固定點(diǎn)上的熱電勢值之差Δe1、Δe2、Δe3。標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的熱電勢值e(t)和S型熱電偶分度表中固定點(diǎn)上的熱電勢值es(t)的差值函數(shù)Δe(t),按式D.1計(jì)算:Δe(t)=e(t)-es(t)=a+bt+ct2(D.1)表D.1計(jì)算表序號凝固點(diǎn)溫度t/℃標(biāo)準(zhǔn)熱電偶檢定證書值ei(t)/μVS型熱電偶分度表凝固點(diǎn)熱電動(dòng)值es(t)/μVΔei/μV1鋅419.5273446.89Δe12鋁660.3235860.13Δe23銅1084.6210574.80Δe3D.2標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的系數(shù)a、b、c用表D.1中Δe1、Δe2、Δe3代入式D.1中,得到一組三元一次聯(lián)立方程:Δe1=a+bt1+ctΔe2=a+bt2+ctΔe3=a+bt3+ct解聯(lián)立方程,求出系數(shù)a、b、c:(<(a=4.47201·Δe1-4.45367·Δe2+0.981667·Δe3b=-0.0108956·Δe1+0.0147221·Δe2-0.00382658·Δe3(D.2)c=6.24408×10-6·Δe1-9.78770×10-6·Δe2+3.54362×10-6·Δe3D.3標(biāo)準(zhǔn)熱電偶整百攝氏度點(diǎn)的差值將系數(shù)a、b、c代入式D.1中,可得出所求整百攝氏度點(diǎn)的差值Δe(t)。D.4標(biāo)準(zhǔn)熱電偶整百攝氏度點(diǎn)的熱電勢值e(t)根據(jù)式D.1導(dǎo)出下式:e(t)=es(t)+Δe(t)(D.3)D.5計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)熱電偶800℃的熱電勢值示例標(biāo)準(zhǔn)熱電偶在鋅、鋁、銅三個(gè)凝固點(diǎn)上的熱電勢值分別為:e1=3444μV、e2=5860μV、e3=10572μV。求系數(shù)a、b、c和標(biāo)準(zhǔn)熱電偶800℃的熱電勢值。將e1、e2、e3填入表D.1中,求得:JJF1991—202214Δe1=-2.89μVΔe2=-0.13μV用D.2求系數(shù)a、b、c得:Δe3=-2.8μVV/℃當(dāng)t取800℃時(shí),將系數(shù)c、.2Δe(800)≈0.052(μV)。將Δe(800)代入式D.3中:e(800)=es(800)+Δe(800)e(t)=ee(800)=es(800)+Δe(800)=7345+0.052=7345.1(μV)因此,標(biāo)準(zhǔn)熱電偶在800℃的熱電勢值為7.345mV。JJF1991—202215附錄E短型廉金屬熱電偶校準(zhǔn)原始記錄參考格式所示:測量標(biāo)準(zhǔn)及主要配套設(shè)備儀器名稱型號規(guī)格出廠編號不確定度/準(zhǔn)確度等級證書號有效日期校準(zhǔn)依據(jù):校準(zhǔn)地點(diǎn):室溫℃,相對濕度%證書編號委托單位分度號出廠編號制造單位外觀檢查電極(金屬套管)長度/mm常溫絕緣電阻/MΩ(僅適用于鎧裝偶)讀數(shù)順序標(biāo)準(zhǔn)熱電偶讀數(shù)/mV被校熱電偶熱電勢/mV校準(zhǔn)溫度點(diǎn):t=S=e標(biāo)證=S=e分=e=1234平均值e被(t)—Δe被(t)—Δt被/℃—擴(kuò)展不確定度(k=2)/℃校準(zhǔn)員:核驗(yàn)員:年月日16使用除“標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶”以外的其他測量標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)短型廉金屬熱電偶的原始記錄參考格式如下所示:測量標(biāo)準(zhǔn)及主要配套設(shè)備儀器名稱型號規(guī)格出廠編號不確定度/準(zhǔn)確度等級證書號有效日期校準(zhǔn)依據(jù):校準(zhǔn)地點(diǎn):室溫℃,相對濕度%證書編號委托單位分度號出廠編號制造單位外觀檢查電極(金屬套管)長度/mm常溫絕緣電阻/MΩ(僅適用于鎧裝偶)讀數(shù)順序測量標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)被校熱電偶熱電勢/mV校準(zhǔn)溫度點(diǎn):t=e分=S被=e=1234平均值Δt?！猠被(t)—Δe被(t)—Δt被/℃—擴(kuò)展不確定度(k=2)/℃校準(zhǔn)員:核驗(yàn)員:年月日17附錄F熱電偶校準(zhǔn)結(jié)果參考格式證書編號:××××-××××1.外觀檢查:2.常溫絕緣電阻:3.熱電勢偏差:校準(zhǔn)溫度點(diǎn)/℃熱電勢偏差的等效溫度值/℃擴(kuò)展不確定度(k=2)/℃注:熱電偶參考端溫度為0℃。18附錄GK、N、E、J、T型熱電偶熱電勢值允差參考表鎳鉻-鎳硅熱電偶(K型)測量端溫度/℃熱電勢標(biāo)準(zhǔn)值/mV2級允差/mV熱電勢值范圍/mV-40-1.527±0.092-1.619~-1.4351004.096±0.1043.992~4.2002008.138±0.1008.038~8.23830012.209±0.10412.105~12.31340016.397±0.12716.270~16.52450020.644±0.16020.484~20.80460024.905±0.19124.714~25.09670029.129±0.22028.909~29.34980033.275±0.24633.029~33.52190037.326±0.27037.056~37.596100041.276±0.29240.984~41.568鎳鉻硅-鎳硅熱電偶(N型)測量端溫度/℃熱電勢標(biāo)準(zhǔn)值/mV2級允差/mV熱電勢值范圍/mV-40-1.023±0.062-1.085~-0.9611002.774±0.0742.700~2.8482005.913±0.0825.831~5.9953009.341±0.0889.253~9.42940012.974±0.11112.863~13.08550016.748±0.14416.604~16.89260020.613±0.17620.437~20.78970024.527±0.20624.321~24.73380028.455±0.23628.219~28.69190032.371±0.26332.108~32.634100036.256±0.29035.966~36.54619鎳鉻-銅鎳熱電偶(E型)測量端溫度/℃熱電勢標(biāo)準(zhǔn)值/mV2級允差/mV熱電勢值范圍/mV-40-2.255±0.135-2.390~-2.1201006.319±0.1696.150~6.48820013.421±0.18513.236~13.60630021.036±0.19520.841~21.23140028.946±0.24028.706~29.18650037.005±0.30336.702~37.30860045.093±0.36344.730~45.45670053.112±0.41852.694~53.53080061.017±0.47060.547~61.48790068.787±0.51868.269~69.305鐵-銅鎳熱電偶(J型)測量端溫度/℃熱電勢標(biāo)準(zhǔn)值/mV2級允差/mV熱電勢值范圍/mV-40-1.961±0.119-2.080~-1.8421005.269±0.1365.133~5.40520010.779±0.13910.640~10.91830016.327±0.13816.189~16.46540021.848±0.16621.682~22.01450027.393±0.21027.183~27.60360033.102±0.26332.839~33.36570039.132±0.32738.805~39.45975042.281±0.35841.923~42.639銅-銅鎳熱電偶(T型)測量端溫度/℃熱電勢標(biāo)準(zhǔn)值/mV2級允差/mV熱電勢值范圍/mV-40-1.475±0.035-1.510~-1.4401004.279±0.0474.232~4.3262009.288±0.0809.208~9.36830014.862±0.13114.731~14.99335017.819±0.15817.661~17.97720附錄HS、K、N、E、J、T型熱電偶整百攝氏度點(diǎn)微分熱電勢值表溫度/℃微分熱電勢值/(μV/℃)SKNEJT-40—36.724.853.947.534.90—39.525.958.750.438.720—40.326.660.551.540.350—41.227.763.252.842.8100—41.429.667.554.446.8150—40.331.471.155.250.2200—40.033.074.055.553.1250—40.734.376.255.555.83009.141.435.477.955.458.13509.441.936.479.255.260.24009.642.237.180.155.261.84509.742.537.880.655.4—5009.942.638.380.956.0—55010.142.638.780.957.0—60010.242.539.080.758.5—65010.442.339.180.260.3—70010.541.939.379.762.2—75010.741.539.379.163.7—80010.941.039.378.4——90011.240.039.076.8——100011.539.038.6———21附錄J熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線校準(zhǔn)方法本校準(zhǔn)方法適用于溫度范圍為(-25~200)℃,長度不小于1000mm的熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線(以下簡稱補(bǔ)償導(dǎo)線)的校準(zhǔn)。J.1概述補(bǔ)償導(dǎo)線按材料類型分為延長型與補(bǔ)償型,按熱電特性的允差分為精密級和普通級。廉金屬熱電偶的分度號主要有K、N、E、J、T五種類型,其對應(yīng)的熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線主要分為KC、KX、NC、NX、EX、JX、TX共七種類型。各型補(bǔ)償導(dǎo)線的允差見表J.1。表J.1補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電勢允差型號補(bǔ)償導(dǎo)線適用的溫度范圍/℃使用分類允差/μV精密級普通級KCA0~100G±44(±1.1℃)±88(±2.2℃)KCA0~200H±44(±1.1℃)±88(±2.2℃)KCB0~100G±44(±1.1℃)±88(±2.2℃)KX-20~100G±44(±1.1℃)±88(±2.2℃)KX-25~200H±44(±1.1℃)±88(±2.2℃)NC0~100G±43(±1.1℃)±86(±2.2℃)NC0~200H±43(±1.1℃)±86(±2.2℃)NX-20~100G±43(±1.1℃)±86(±2.2℃)NX-25~200H±43(±1.1℃)±86(±2.2℃)EX-20~100G±81(±1.0℃)±138(±1.7℃)EX-25~200H±81(±1.0℃)±138(±1.7℃)JX-20~100G±62(±1.1℃)±123(±2.2℃)JX-25~200H±62(±1.1℃)±123(±2.2℃)TX-20~100G±30(±0.5℃)±90(±1.0℃)TX-25~200H±30(±0.5℃)±90(±1.0℃)注:G為一般用補(bǔ)償導(dǎo)線,H為耐熱用補(bǔ)償導(dǎo)線。J.2測量標(biāo)準(zhǔn)及配套設(shè)備測量標(biāo)準(zhǔn)及配套設(shè)備見6.2.1、6.2.2和表J.2。22表J.2測量標(biāo)準(zhǔn)及配套設(shè)備序號設(shè)備名稱技術(shù)要求用途1恒溫設(shè)備(-25~200)℃有效工作區(qū)域內(nèi)任意兩點(diǎn)溫差絕對值不大于0.1℃提供恒定的均勻溫場2熱電偶測量端焊接設(shè)備—焊接補(bǔ)償導(dǎo)線測量端J.3校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法J.3.1校準(zhǔn)項(xiàng)目熱電勢偏差。J.3.2校準(zhǔn)方法J.3.2.1校準(zhǔn)溫度點(diǎn)在測量溫度范圍內(nèi),參照表J.3選取校準(zhǔn)溫度點(diǎn),也可以根據(jù)實(shí)際使用需求選擇其他校準(zhǔn)溫度點(diǎn)。表J.3補(bǔ)償導(dǎo)線的校準(zhǔn)溫度點(diǎn)類型溫度范圍/℃校準(zhǔn)溫度點(diǎn)/℃G(一般)-20~1000,20,50,100H(耐熱)-25~2000,20,50,100,200J.3.2.2測量端焊接選擇補(bǔ)償導(dǎo)線一端,除去1cm的絕緣外皮,用熱電偶焊接設(shè)備將補(bǔ)償導(dǎo)線的正負(fù)極焊接在一起成為測量端,要求焊點(diǎn)牢固、呈球狀,表面光滑、無氣孔、無夾渣。J.3.2.3參考端的連接方法補(bǔ)償導(dǎo)線參考端與銅導(dǎo)線一端連接后置于冰點(diǎn)恒溫器內(nèi),插入深度不小于150mm,銅導(dǎo)線的另一端通過轉(zhuǎn)換開關(guān)與電測設(shè)備連接。J.3.2.4補(bǔ)償導(dǎo)線的校準(zhǔn)補(bǔ)償導(dǎo)線的校準(zhǔn),參照7.3.1.3。數(shù)據(jù)處理,參照7.4。JJF1991—202223附錄K管式爐用均溫塊管式爐用均溫塊的材質(zhì)、型式、規(guī)格尺寸和使用方法應(yīng)符合以下要求。K.1概述管式爐用均溫塊是管式爐中使用的具有插孔的耐高溫合金圓柱體均溫裝置,可以提高管式爐溫場均勻性,用于校準(zhǔn)熱電偶等溫度傳感器。型式上可分為:杯狀均溫塊和插孔式均溫塊。K.2材質(zhì)制造管式爐用均溫塊的材質(zhì)應(yīng)具有良好的導(dǎo)熱性,可在1250℃的溫度下短時(shí)間使用,可在1100℃的溫度下長時(shí)間使用不發(fā)生形變。高溫氧化環(huán)境,不會對廉金屬熱電偶的熱電極造成污染。K.3型式K.3.1杯狀均溫塊杯狀均溫塊是指具有單一插孔的圓柱體均溫塊,其一端為插孔開口,另一端為杯底,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖K.1所示。圖K.1杯狀均溫塊結(jié)構(gòu)示意圖插孔軸向呈水平,杯狀均溫塊的底部具有控溫偶插孔和調(diào)節(jié)孔。K.3.2插孔式均溫塊插孔式均溫塊是指具有多個(gè)均勻分布插孔的圓柱體均溫塊,其一端為插孔開口,另一端為插孔底部,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖K.2所示。24圖K.2插孔式均溫塊結(jié)構(gòu)示意圖插孔式均溫塊的插孔數(shù)量一般為五個(gè),標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的插孔在徑向截面的幾何中心,其余插孔均勻分布在周圍。各插孔軸向呈水平,底部具有控溫偶插孔和調(diào)節(jié)孔。K.4規(guī)格尺寸K.4.1杯狀均溫塊規(guī)格尺寸杯狀均溫塊其長度約為80mm,外徑與管式爐加熱管內(nèi)徑匹配,壁厚不超過5mm。K.4.2插孔式均溫塊規(guī)格尺寸插孔式均溫塊其長度約為80mm,外徑與管式爐加熱管內(nèi)徑匹配,插孔的內(nèi)徑與被校熱電偶的外徑匹配。K.4.3定位螺栓定位螺栓用于調(diào)節(jié)均溫塊在管式爐中的位置,制造材料與均溫塊相同,方便操作。K.5使用方法杯狀均溫塊一般用于可拆卸式熱電偶的校準(zhǔn)。使用定位螺栓調(diào)節(jié)均溫塊在管式爐中的位置,使被校熱電偶的測量端緊貼均溫塊底部,位于管式爐軸向均勻溫場的中心,如圖K.3所示。圖K.3杯狀均溫塊位置圖25插孔式均溫塊一般用于鎧裝熱電偶的校準(zhǔn),使被校熱電偶的測量端緊貼均溫塊底部,位于管式爐軸向均勻溫場的中心,如圖K.4所示。圖K.4插孔式均溫塊位置圖26附錄L短型廉金屬熱電偶熱電勢偏差校準(zhǔn)不確定度評定示例L.1用標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶作測量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度評定L.1.1校準(zhǔn)方法采用雙極比較法,在管式爐中放置金屬均溫塊(杯狀)。測量標(biāo)準(zhǔn)使用二等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10-鉑熱電偶,被校熱電偶為一支長度為300mm的2級N型可拆卸式短型廉金屬熱電偶。將兩者分別插入均溫塊中進(jìn)行比較,測量標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被校熱電偶的熱電勢值。以校準(zhǔn)溫度點(diǎn)1000℃為例。L.1.2測量模型校準(zhǔn)短型廉金屬熱電偶在某溫度點(diǎn)上的熱電勢偏差按下式計(jì)算:Δe被(t)=e被(t實(shí))+e標(biāo)證((t實(shí))·S被(t)+e補(bǔ)-e分(t)(L.1)式中:Δe被—被校熱電偶在校準(zhǔn)溫度點(diǎn)t的熱電勢偏差,mV;）—被校熱電偶在實(shí)際溫度t實(shí)測得熱電勢的算術(shù)平均值,mV;e標(biāo)證(t)—標(biāo)準(zhǔn)熱電偶證書所得的校準(zhǔn)溫度點(diǎn)t的熱電勢,mV;e標(biāo)(t實(shí))—標(biāo)準(zhǔn)熱電偶在實(shí)際溫度t實(shí)測得熱電勢的算術(shù)平均值,mV;S標(biāo)(t)、S被(t)—分別表示標(biāo)準(zhǔn)、被校熱電偶在校準(zhǔn)溫度點(diǎn)t的微分熱電勢,mV/℃;e補(bǔ)—補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電勢修正值,mV;e分—被校熱電偶分度表上查得的校準(zhǔn)溫度點(diǎn)t的熱電勢,mV。L.1.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式輸入量e被的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e被),其來源有:被校熱電偶的重復(fù)性測量引入,電測設(shè)備測量誤差引入,爐內(nèi)均溫塊徑向溫場不均勻性引入,爐溫波動(dòng)性引入,轉(zhuǎn)換開關(guān)寄生熱電勢引入,參考端溫度不等于0℃引入,熱電偶測量端熱量損失引入。輸入量e標(biāo)證(t)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e標(biāo)證),其來源有:標(biāo)準(zhǔn)熱電偶分度計(jì)算e標(biāo)證引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。輸入量e標(biāo)(t實(shí))的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e標(biāo)),其來源有:標(biāo)準(zhǔn)熱電偶年不穩(wěn)定性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。輸入量e補(bǔ)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(e補(bǔ)),其來源有:補(bǔ)償導(dǎo)線熱電勢偏差校準(zhǔn)結(jié)果引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。各輸入量的不確定度分量互不相關(guān)。方差按下式計(jì)算:u=cu2(e被)+cu2(e標(biāo)證)+cu2(e標(biāo))+cu2(e補(bǔ))(L.2)靈敏系數(shù)按下式計(jì)算:27c1=t=1c2===3.36c3=??()=-=-3.36c4=?e補(bǔ)(t)=1L.1.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評定L.1.4.1被校熱電偶重復(fù)性測量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1.1,A類方法評定。用一支二等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶對被校熱電偶在1000℃進(jìn)行測量,測得5組,每組10個(gè)重復(fù)性測量數(shù)據(jù),用A類方法進(jìn)行評定,合并樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差sp1為: sp1=s=3.37(μV)實(shí)際測量以4次測量值的平均值作為測量結(jié)果,故u1.1==1.68(μV)。L.1.4.2電測設(shè)備測量被校熱電偶的測量誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1.2,B類方法評定。電測設(shè)備為6位半數(shù)字多用表,其測量值的誤差按一年內(nèi)的最大允許誤差±(50×10-6×測量值+35×10-6×量程)計(jì)算,對應(yīng)校準(zhǔn)點(diǎn)讀數(shù)取36.256mV,量程為100mV,讀數(shù)誤差為±5.313μV。按均勻分布考慮,包含因子k=3,半寬區(qū)間為5.31μV,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量:u1.2u1.2=3=3.07(μV)L.1.4.3均溫塊徑向溫場不均勻引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1.3,B類方法評定。校準(zhǔn)時(shí),由于爐內(nèi)放置的均溫塊徑向溫場不均勻性,最大差值為0.5℃,換算成熱電勢值為19.3μV。按均勻分布考慮,包含因子k=3,半寬區(qū)間為19.3μV,則標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量:19.33u1.3=19.33=11.14(μV)L.1.4.4爐溫波動(dòng)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1.4,B類方法評定由經(jīng)驗(yàn)可知,讀數(shù)時(shí),標(biāo)準(zhǔn)熱電偶測得溫場實(shí)際變化不超過±3.0μV,以微分電勢11.54μV/℃計(jì)算(相當(dāng)于±0.26℃),再以微分電勢38.61μV/℃計(jì)算,