工作用廉金屬熱電偶檢定規程 JJG351-96
工作用廉金屬熱電偶檢定規程
本規程適用于長(cháng)度不小于750mm的新制造和使用中的分度號為K的鎳鉻-鎳硅熱電偶、分度號為N的鎳鉻-鎳硅熱電偶、分度號為E鎳鉻-銅鎳熱電偶、分度號為J的鐵-銅鎳熱電偶(以下分別簡(jiǎn)稱(chēng)K、N、E、J型熱電偶)在-40～1300℃范為內的檢定。
一、技術(shù)要求
1、熱電極的名義成分如表1規定。
熱電偶名稱(chēng) | 分度號 | 熱電極名稱(chēng) | 極性 | 名義成分（%） |
鎳鉻-鎳硅(鋁)③ | K | 鎳鉻 ① | 正極 | Ni90％，Cr10％ |
鎳鉻 | 負極 | Ni97％，Si3％ | ||
鎳鉻-銅鎳 | N | 鎳鉻硅 | 正極 | Ni84.4％，Cr14.2％，Si1.4％ |
鎳鉻 | 負極 | Ni95.6％，Si4.4％ | ||
鎳鉻-銅鎳 | E | 鎳鉻 ① | 正極 | Ni90％，Cr10％ |
銅鎳 ② | 負極 | Fe100％ | ||
鐵-銅鎳 | J | 鐵 | 正極 | Fe100％ |
銅鎳 ② | 負極 | Cu55％，Ni45％ |
注：①不同分度號兩鎳鉻極不可互換；
②不同分度號兩銅鎳極不可互換；
③鎳鉻—鎳硅采用鎳鉻—鎳鋁分度表。
2、不同等極熱電偶在規定溫度范圍內，其允差應符合表2表定
熱電偶名稱(chēng) | 分度號 | 等級 | 測量溫度范圍(℃ ) | 允差① |
鎳鉻-鎳硅(鋁) | K | Ι | -40～1100 | ±1.5℃或±0.4℅t② |
Ⅱ | -40～1300 | ±2.5℃或±0.75℅t | ||
鎳鉻硅-鎳硅 | N | Ι | -40～1100 | ±1.5℃或±0.4℅t |
Ⅱ | -40～1300 | ±2.5℃或±0.75℅t | ||
鎳鉻-銅鎳 | E | Ι | -40～800 | ±1.5℃或±0.4℅t |
Ⅱ | -40～900 | ±2.5℃或±0.75℅t | ||
鐵-銅鎳 | J | Ι | -40～750 | ±1.5℃或±0.4℅t |
Ⅱ | -40～750 | ±2.5℃或±0.75℅t |
注：①允差取大值；②t為測量端溫度。
3、熱電偶的外觀(guān)應滿(mǎn)足下列要求：
3.1 新zhi熱電偶的電極應平直、無(wú)列痕、直徑應均勻；使用中的電偶的電極不應有嚴重的腐蝕和明顯縮徑等缺陷。
3.2 熱電偶測量端的焊接要牢固、呈球狀，表面應光滑、無(wú)氣孔、無(wú)夾渣。
二、檢定條件
4、標準器
4.1 一等標準鉑銠10-鉑熱電偶和二等標準鉑銠10-鉑熱電偶各1支。
4.2 測量范圍為：―30～300℃的二等標準水銀溫度計一組，也可選用二等標準鉑電阻溫度計。
5、儀器設備
5.1 低電勢直流電位差計一套，準確度不低于0.02級﹑zui小步進(jìn)值不大于1μV,或具有同等準確度的其他設備。
5.2 多點(diǎn)轉換開(kāi)關(guān)，寄生電勢不大于1μV。
5.3 參考端恒溫器，恒溫器內溫度為(0±0.1)℃。
5.4 油恒溫槽，在有效工作區域內溫差小于0.2 ℃。
5.5 管式爐,其長(cháng)度為600 mm ,加熱管內徑約為40 mm。
5.5.1 管式爐常用zui高溫度為1200℃，zui高均勻溫場(chǎng)中心與爐子幾何中心沿軸線(xiàn)上偏離不大于10 mm ；在均勻溫場(chǎng)長(cháng)度不小于60 mm，半徑為14 mm 范圍內，任意兩點(diǎn)間溫差不大于1 ℃。
5.5.2 為保證管式爐溫場(chǎng)符合檢定要求,可在爐中心置一耐高溫恒溫塊。
5.5.3 均勻溫場(chǎng)測試方法見(jiàn)附錄3 。
5.6 控溫設備，應滿(mǎn)足檢定要求。
5.7 熱電偶測量端焊接設備。
5.8 鋼卷尺、游標卡尺。
5.9 讀數望遠鏡或3-5倍放大鏡。
6、電測設備環(huán)境條件應符合使用條件。
三、檢定項目和檢定方法
7、熱電偶的幾何尺寸與外觀(guān)，用鋼卷尺、游標卡尺和目力檢查，應符合要求。
8、經(jīng)外觀(guān)檢查合格的新zhi熱電偶，在檢定示值前，應在***高檢定點(diǎn)溫度下，退火2h后，隨爐冷卻至250℃以下，使用中的熱電偶不退火。
9、熱電偶的示值檢定溫度，按熱電偶絲材及電極直徑粗細決定，如表3所示。
分度號 | 電極直徑(mm) | 檢定點(diǎn)溫度(℃) |
K或N | 0.3 | 400 600 700 |
0.5 0.8 1.0 | 400 600 800 | |
1.2 1.6 2.0 2.5 | 400 600 800 1000 | |
3.2 | 400 600 800 1000 (1200)＊ | |
E | 0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 | 100 300 400 |
1.6 2.0 2.5 | (100) 200 400 600 | |
3.2 | (200) 400 600 700 | |
J | 0.3 0.5 | 100 200 300 |
0.8 1.0 1.2 | 100 200 400 | |
1.6 2.0 | (100) 200 400 500 | |
2.5 3.2 | (100) 200 400 600 |
＊括號內的檢定點(diǎn)，可根據用戶(hù)需要選定。
10、300℃以下點(diǎn)的檢定，在油恒溫槽中，與二等標準水銀溫度計進(jìn)行比較，檢定時(shí)油槽溫度變化不超過(guò)±0.1℃。
10.1 將熱電偶的兩電極分別套上高鋁絕緣瓷珠,約50mm左右,尾部穿塑料套管,并在尾端露出20mm左右,以連接參考端引線(xiàn)。
10.2 熱電偶參考端的引線(xiàn)，應使用同材質(zhì)的銅導線(xiàn)進(jìn)行連接，接觸要良好，銅導線(xiàn)在20℃時(shí)的電阻率應小于0.01724μΩ×m。
10.3 在熱電偶的測量端套上玻璃保護管，插入油恒溫槽中，插入深度不應小于300mm，玻璃管口沿熱電偶周?chē)?，用脫脂棉堵好?br/>10.4 將熱電偶的參考端插入裝有變壓器油或酒精的玻璃管或塑料管中，再分散插入冰點(diǎn)恒溫器內，插入深度不應小于150mm。
11、300℃以上的各點(diǎn)在管式爐中與標準鉑銠10-鉑熱電偶進(jìn)行比較，其中，檢定Ι極熱電偶時(shí)，須***采用一等鉑銠10-鉑熱電偶。
11.1 將標準熱電偶套上高鋁保護管，與套好高鋁絕緣瓷珠的被檢熱電偶用細鎳鉻絲捆扎成圓形一束，其直徑不大于20mm，捆扎時(shí)應將被檢熱電偶的測量端圍繞標準熱電偶的測量端均勻分布一周，并處于垂直標準熱電偶同一截面上。
11.2 將捆扎成束的熱電偶裝入管式爐內，熱電偶的測量端應處于管式爐zui高溫區中心；標準熱電偶應與管式爐軸線(xiàn)位置一致。
11.3?管式爐爐口沿熱電偶束周?chē)?，用絕緣耐火材料堵好。
12、檢定順序，由低溫向高溫逐點(diǎn)升溫檢定，爐溫偏離檢定點(diǎn)溫度不應超過(guò)±5℃。
檢定時(shí)連接線(xiàn)路圖
13、檢定時(shí)連接線(xiàn)路如圖所示，直接測量標準與被熱電偶的熱電動(dòng)勢。
當爐溫升到檢定點(diǎn)溫度，爐溫變化小于0.2℃/min時(shí),自標準熱電偶開(kāi)始,依次測量各被檢熱電偶的熱電動(dòng)勢。
測量順序如下：標準熱電偶→被檢熱電偶1→被檢熱電偶2→被檢熱電偶n
↓
標準熱電偶←被檢熱電偶1←被檢熱電偶2←被檢熱電偶n
讀數應迅速準確，時(shí)間間隔應相近，測量讀數不應小于4次，測量時(shí)管式爐溫度變化不大于±0.25℃。
14、量時(shí)將所有測量數據填寫(xiě)在檢定記錄表上(見(jiàn)附錄8)
15、檢定時(shí)被檢熱電偶的熱電動(dòng)勢誤差△et計算方法：
15.1 300℃以下熱電動(dòng)勢誤差△et用下式計算：△et=ē被+S被×△t檢-e分
式中：ē被為被檢熱電偶在檢定點(diǎn)附近溫度下，測得的熱電動(dòng)勢算術(shù)平均值；S被為被檢熱電偶中在某檢定點(diǎn)溫度的微分熱電動(dòng)勢；e分為被檢熱電偶分度表上查得的某檢定點(diǎn)溫度的熱電動(dòng)勢值；△t檢=t檢-t實(shí)，其中t檢為檢定點(diǎn)溫度；t實(shí)為實(shí)際溫度（實(shí)際溫度=讀數平均值+修正值）；△t檢為檢定點(diǎn)溫度與實(shí)際溫度的差值。
例1：在200℃時(shí)E型熱電偶示值誤差計算。
在200℃檢定點(diǎn)附近，參考端為0℃，被檢E型熱電偶的熱電動(dòng)勢值為13.452mV,二等標準水銀溫度計測得溫場(chǎng)的溫度為200.15℃,求被檢熱電偶在200℃時(shí)示值誤差。
△t檢=200-200.15=-0.15℃
從檢定分度表查得,在200℃時(shí)熱電偶的熱電動(dòng)勢值和微分熱電動(dòng)勢:e分=13.421mV；S被=0.074mV，則可計算出△e200=ē+S被×△t-e分=13.452+0.074×(-0.15)-13.421=0.020(mV)
則熱電偶在200℃時(shí)示值誤差修正值為-0.3℃。
15.2 300℃以上熱電動(dòng)勢誤差Δe用下式計算：
式中 ē被—被檢熱電偶在檢定點(diǎn)附近溫度下，測得的熱電動(dòng)勢算術(shù)平均值；
e標—標準熱電偶證shu上某檢定點(diǎn)溫度的熱電動(dòng)勢值；
ē標—標準熱電偶在某檢定點(diǎn)附近溫度下，測得的熱電動(dòng)勢算術(shù)平均值；
e分—被檢熱電偶分度表上查得的某檢定點(diǎn)溫度的熱電動(dòng)勢值；
S 標、S被—分別表示標準、被檢熱電偶在某檢定點(diǎn)溫度的微分熱電動(dòng)勢。
例2：在1000℃時(shí)，N型熱電偶示值誤差計算。
在1000℃附近測得標準鉑銠10-鉑熱電偶的熱電動(dòng)勢算術(shù)平均ē標值為9.558mV；被檢N型熱電偶的熱電動(dòng)勢算術(shù)平均ē被為36.274mV。
從標準熱電偶檢定證shu中查得1000℃時(shí)熱電動(dòng)勢e標為9.581mV；求被檢N型
熱電偶在1000℃時(shí)的誤差。從熱電偶微分熱電動(dòng)勢表中查得1000℃時(shí)，標準與被檢熱電偶1℃分別相當于0.012mV；0.039mV。
從N型熱電偶分度表中查得1000℃時(shí)熱電動(dòng)勢為36.256 mV,將以上數據代入下式,可計算誤差△e值。即：則熱電偶在1000℃時(shí)示值誤差修正值為-2.4℃
四、檢定結果處理和檢定周期
16、經(jīng)檢定符合本規程要求的熱電偶發(fā)給檢定證shu；不合格的熱電偶, 發(fā)給檢定結果通知書(shū),如有需要,可給出熱電偶在各檢定點(diǎn)的修正值。
17、熱電偶的檢定周期一般為半年，特殊情況下可根據使用條件來(lái)確定。
