工作用廉金屬熱電偶檢定規程
本規程適用于長度不小于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(以下分別簡稱K、N、E、J型熱電偶)在-40～1300℃范為內的檢定。
一、技術要求
1、熱電極的名義成分如表1規定。
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熱電偶名稱 |
分度號 |
熱電極名稱 |
極性 |
名義成分（%） |
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鎳鉻-鎳硅(鋁)③ |
K |
鎳鉻 ① |
正極 |
Ni90％，Cr10％ |
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鎳鉻 |
負極 |
Ni97％，Si3％ |
||
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鎳鉻-銅鎳 |
N |
鎳鉻硅 |
正極 |
Ni84.4％，Cr14.2％，Si1.4％ |
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鎳鉻 |
負極 |
Ni95.6％，Si4.4％ |
||
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鎳鉻-銅鎳 |
E |
鎳鉻 ① |
正極 |
Ni90％，Cr10％ |
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銅鎳 ② |
負極 |
Fe100％ |
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鐵-銅鎳 |
J |
鐵 |
正極 |
Fe100％ |
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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
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熱電偶名稱 |
分度號 |
等級 |
測量溫度范圍(℃ ) |
允差① |
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鎳鉻-鎳硅(鋁) |
K |
Ι |
-40～1100 |
±1.5℃或±0.4℅t② |
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Ⅱ |
-40～1300 |
±2.5℃或±0.75℅t |
||
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鎳鉻硅-鎳硅 |
N |
Ι |
-40～1100 |
±1.5℃或±0.4℅t |
|
Ⅱ |
-40～1300 |
±2.5℃或±0.75℅t |
||
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鎳鉻-銅鎳 |
E |
Ι |
-40～800 |
±1.5℃或±0.4℅t |
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Ⅱ |
-40～900 |
±2.5℃或±0.75℅t |
||
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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、熱電偶的外觀應滿足下列要求：
3.1 新制熱電偶的電極應平直、無列痕、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、無氣孔、無夾渣。
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﹑最小步進值不大于1μV,或具有同等準確度的其他設備。
5.2 多點轉換開關，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,其長度為600 mm ,加熱管內徑約為40 mm。
5.5.1 管式爐常用最高溫度為1200℃，最高均勻溫場中心與爐子幾何中心沿軸線上偏離不大于10 mm ；在均勻溫場長度不小于60 mm，半徑為14 mm 范圍內，任意兩點間溫差不大于1 ℃。
5.5.2 為保證管式爐溫場符合檢定要求,可在爐中心置一耐高溫恒溫塊。
5.5.3 均勻溫場測試方法見附錄3 。
5.6 控溫設備，應滿足檢定要求。
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，用鋼卷尺、游標卡尺和目力檢查，應符合要求。
8、經外觀檢查合格的新制熱電偶，在檢定示值前，應在最高檢定點溫度下，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。
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分度號 |
電極直徑(mm) |
檢定點溫度(℃) |
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K或N |
0.3 |
400 600 700 |
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0.5 0.8 1.0 |
400 600 800 |
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1.2 1.6 2.0 2.5 |
400 600 800 1000 |
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3.2 |
400 600 800 1000 (1200)＊ |
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E |
0.3 0.5 0.8 1.0 1.2 |
100 300 400 |
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1.6 2.0 2.5 |
(100) 200 400 600 |
|
|
3.2 |
(200) 400 600 700 |
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J |
0.3 0.5 |
100 200 300 |
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0.8 1.0 1.2 |
100 200 400 |
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1.6 2.0 |
(100) 200 400 500 |
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2.5 3.2 |
(100) 200 400 600 |
＊括號內的檢定點，可根據用戶需要選定。
10、300℃以下點的檢定，在油恒溫槽中，與二等標準水銀溫度計進行比較，檢定時油槽溫度變化不超過±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。
10.2 熱電偶參考端的引線，應使用同材質的銅導線進行連接，接觸要良好，銅導線在20℃時的電阻率應小于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圍，用脫脂棉堵好。
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，再分散插入冰點恒溫器內，插入深度不應小于150mm。
11、300℃以上的各點在管式爐中與標準鉑銠10-鉑熱電偶進行比較，其中，檢定Ι極熱電偶時，必須采用一等鉑銠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最高溫區中心；標準熱電偶應與管式爐軸線位置一致。
11.3 管式爐爐口沿熱電偶束周圍，用絕緣耐火材料堵好。
12、檢定順序，由低溫向高溫逐點升溫檢定，爐溫偏離檢定點溫度不應超過±5℃。
檢定時連接線路圖
13、檢定時連接線路如圖所示，直接測量標準與被熱電偶的熱電動勢。
當爐溫升到檢定點溫度，爐溫變化小于0.2℃/min時,自標準熱電偶開始,依次測量各被檢熱電偶的熱電動勢。
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，時間間隔應相近，測量讀數不應小于4次，測量時管式爐溫度變化不大于±0.25℃。
14、量時將所有測量數據填寫在檢定記錄表上(見附錄8)
15、檢定時被檢熱電偶的熱電動勢誤差△et計算方法：
15.1 300℃以下熱電動勢誤差△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附近溫度下，測得的熱電動勢算術平均值；S被為被檢熱電偶中在某檢定點溫度的微分熱電動勢；e分為被檢熱電偶分度表上查得的某檢定點溫度的熱電動勢值；△t檢=t檢-t實，其中t檢為檢定點溫度；t實為實際溫度（實際溫度=讀數平均值+修正值）；△t檢為檢定點溫度與實際溫度的差值。
例1：在200℃時E型熱電偶示值誤差計算。
在200℃檢定點附近，參考端為0℃，被檢E型熱電偶的熱電動勢值為13.452mV,二等標準水銀溫度計測得溫場的溫度為200.15℃,求被檢熱電偶在200℃時示值誤差。
△t檢=200-200.15=-0.15℃
從檢定分度表查得,在200℃時熱電偶的熱電動勢值和微分熱電動勢: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℃時示值誤差修正值為-0.3℃。
15.2 300℃以上熱電動勢誤差Δe用下式計算：
式中 ē被—被檢熱電偶在檢定點附近溫度下，測得的熱電動勢算術平均值；
e標—標準熱電偶證書上某檢定點溫度的熱電動勢值；
ē標—標準熱電偶在某檢定點附近溫度下，測得的熱電動勢算術平均值；
e分—被檢熱電偶分度表上查得的某檢定點溫度的熱電動勢值；
S 標、S被—分別表示標準、被檢熱電偶在某檢定點溫度的微分熱電動勢。
例2：在1000℃時，N型熱電偶示值誤差計算。
在1000℃附近測得標準鉑銠10-鉑熱電偶的熱電動勢算術平均ē標值為9.558mV；被檢N型熱電偶的熱電動勢算術平均ē被為36.274mV。
從標準熱電偶檢定證書中查得1000℃時熱電動勢e標為9.581mV；求被檢N型
熱電偶在1000℃時的誤差。從熱電偶微分熱電動勢表中查得1000℃時，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℃時熱電動勢為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℃時示值誤差修正值為-2.4℃
四、檢定結果處理和檢定周期
16、經檢定符合本規程要求的熱電偶發給檢定證書；不合格的熱電偶, 發給檢定結果通知書,如有需要,可給出熱電偶在各檢定點的修正值。
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確定。
