校準短型廉金屬熱電偶相關問題的研究

王 喆，余松林，沈文杰，李強光，田 昀，蔣 靜

(天津市計量監督檢測科學研究院，天津 300192)

1 引 言

短型廉金屬熱電偶(以下簡稱短型偶)是一類電極長度較短的可拆卸式廉金屬熱電偶(電極長度為300～500 mm)[1]和廉金屬鎧裝偶(金屬套管長度為300～500 mm)[2]的統稱。傳統的測量設備和測量方法在高溫溫區(300 ℃以上)往往無法準確測量其示值偏差。本文通過研究短型偶的測溫原理，設計實驗找到其測不準的原因，據此設計和制造了接線端恒溫器，并應用于管式爐校準短型偶。將熱電偶電極(或鎧裝偶金屬套管)在管式爐外露出部分以及熱電偶參考端和補償導線接線處保持恒定溫度；通過實驗驗證其可以減小熱傳導損失熱量對測量準確度的影響，減小校準短型偶示值偏差的擴展不確定度[3]。

我國具有國家標準的5種廉金屬熱電偶的分度號為：“K、N、E、J、T”，在計量領域又稱其為工作用廉金屬熱電偶(具有金屬套管外層的又稱鎧裝熱電偶)[4]。工作用廉金屬熱電偶在工業生產中廣泛使用，主要應用在設備的控溫和環境溫度場的測量，是中高溫區最為重要的測溫傳感器。

熱電偶主要是由2種不同材質的合金材料組成，測量端和參考端有溫差則產生塞貝克熱電效應[5]，回路中產生電勢。熱電勢值和溫差具有一定的函數關系，使用數字多用表測量回路中的熱電勢值就可以得到測量端的溫度，根據不同型號熱電偶的分度表，就可以進行測溫。熱電偶一般使用在高溫、氧化、還原等環境，在經過一段時間的使用后，電極的污染和老化造成自身分度表的漂移[6]，所以要定期對熱電偶進行校準，以確保其示值偏差在一定的允許范圍內。……