熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線校準(zhǔn)規(guī)范

熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線校準(zhǔn)規(guī)范1范圍本校準(zhǔn)方法適用于溫度范圍為（-25～200）℃，長(zhǎng)度不小于1000mm的熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線的校準(zhǔn)。2引用文件本規(guī)范引用了下列文件：JJF1637-2017廉金屬熱電偶校準(zhǔn)規(guī)范JJF1991-2022短型廉金屬熱電偶校準(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(yǔ)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動(dòng)勢(shì)的標(biāo)稱值相同的一對(duì)帶有絕緣層的導(dǎo)線，用于連接被校熱電偶與測(cè)量裝置，以補(bǔ)償其與熱電偶連接處的溫度變化所產(chǎn)生的誤差。補(bǔ)償導(dǎo)線分為XX型和補(bǔ)償型兩種，XX型補(bǔ)償導(dǎo)線在熱電偶分度號(hào)后附加字母“X”表示；補(bǔ)償型補(bǔ)償導(dǎo)線在熱電偶分度號(hào)后附加字母“C”表示。4概述補(bǔ)償導(dǎo)線按熱電特性的允差可分為精密級(jí)和普通級(jí)兩種。按使用溫度范圍可分為一般用普通級(jí)（標(biāo)識(shí)為G）和耐熱用普通級(jí)（標(biāo)識(shí)為H）兩種。按線芯型式可分為單股線芯和多股線芯（軟線）兩種。廉金屬熱電偶的分度號(hào)主要有K、N、E、J、T五種類型，其對(duì)應(yīng)的熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線主要分為KC、KX、NC、NX、EX、JX、TX七種類型。各型號(hào)補(bǔ)償導(dǎo)線適用溫度范圍及電極材質(zhì)成分見(jiàn)表1。表1補(bǔ)償導(dǎo)線適用溫度范圍及電極材質(zhì)成分型號(hào)適用溫度范圍℃使用分類配用熱電偶電極成分正極負(fù)級(jí)KCKCA0~100GKKPCA（鐵）KNCA（銅鎳22）KCA0~200HKKPCA（鐵）KNCA（銅鎳22）KCB0~100GKKPCA（鐵）KNCA（銅鎳22）KX-20~100GKKPX（鎳鉻10）KPX（鎳硅3）KX-25~200HKKPX（鎳鉻10）KPX（鎳硅3）NC0~100GNNPC（鐵）NPC（銅鎳18）NC0~200HNNPC（鐵）NPC（銅鎳18）NX-20~100GNNPX（鎳鉻14硅）NPX（鎳硅4鎂）NX-25~200HNNPX（鎳鉻14硅）NPX（鎳硅4鎂）EX-20~100GEEPX（鎳鉻10）EPX（銅鎳45）EX-25~200HEEPX（鎳鉻10）EPX（銅鎳45）JX-20~100GJJPX（鐵）JPX（銅鎳45）JX-25~200HJJPX（鐵）JPX（銅鎳45）TX-20~100GTTPX（銅）TPX（銅鎳45）TX-25~200HTTPX（銅）TPX（銅鎳45）注：使用分類標(biāo)識(shí)為G，是一般用普通級(jí)；標(biāo)識(shí)為H，是耐熱用普通級(jí)。5計(jì)量特性5.1溫度示值誤差熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線在適用溫度范圍內(nèi)，（0～70）℃最大允許誤差應(yīng)不超過(guò)±0.2℃，其他適用溫度范圍應(yīng)不超過(guò)±0.3℃。注：以上計(jì)量特性要求僅供參考，不作為判定依據(jù)。6通用技術(shù)要求6.1外觀補(bǔ)償導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)通常應(yīng)包含線芯、絕緣層、護(hù)套或加屏蔽層、信息標(biāo)識(shí)。線芯及絕緣層表面應(yīng)色澤均勻，電極平整，電極應(yīng)無(wú)明顯氧化，無(wú)機(jī)械損傷。補(bǔ)償導(dǎo)線應(yīng)有制造廠名，型號(hào)規(guī)格，使用溫度范圍等信息標(biāo)識(shí)，信息要清晰牢固。7校準(zhǔn)條件7.1環(huán)境條件環(huán)境溫度：（15~35）℃，相對(duì)濕度：（15~85）%。周?chē)卮艌?chǎng)外，應(yīng)無(wú)影響校準(zhǔn)的氣流擾動(dòng)和外電磁場(chǎng)的干擾。7.2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備7.2.1測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2，也可用擴(kuò)展不確定度滿足要求的其他測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。表2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)儀器設(shè)備名稱技術(shù)要求用途標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)二等標(biāo)準(zhǔn)器7.2.2其他設(shè)備見(jiàn)表3。表3其他設(shè)備序號(hào)儀器設(shè)備名稱技術(shù)要求用途1恒溫設(shè)備有效工作區(qū)域任意兩點(diǎn)溫差小于0.2℃，溫度波動(dòng)度±0.01℃/10min。提供恒定的均勻溫場(chǎng)2電測(cè)儀器MPE:±0.02%分辨力不低于1μV。測(cè)量補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電動(dòng)勢(shì)MPE:±0.02%分辨力不低于0.1mΩ。測(cè)量二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的電阻值3多通道轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)各路雜散電勢(shì)及各路雜散電勢(shì)之差均不大于0.5μV。測(cè)量過(guò)程中各通道的切換4參考端恒溫器恒溫器深度應(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℃的有效恒溫環(huán)境5熱電偶測(cè)量端焊接設(shè)備—焊接補(bǔ)償導(dǎo)線測(cè)量端6金屬直尺量程不小于1000mm測(cè)量補(bǔ)償導(dǎo)線長(zhǎng)度8校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法8.1校準(zhǔn)項(xiàng)目熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線的示值誤差。8.2校準(zhǔn)方法8.2.1校準(zhǔn)前檢查應(yīng)對(duì)補(bǔ)償導(dǎo)線外觀結(jié)構(gòu)及標(biāo)識(shí)進(jìn)行檢查，各項(xiàng)應(yīng)符合6.1的要求。補(bǔ)償導(dǎo)線正負(fù)電極長(zhǎng)度均不小于1000mm。8.2.2校準(zhǔn)溫度點(diǎn)在測(cè)量溫度范圍內(nèi)，參照表4至少選取3個(gè)校準(zhǔn)溫度點(diǎn)，也可以根據(jù)客戶要求選擇其他校準(zhǔn)溫度點(diǎn)。表4校準(zhǔn)溫度點(diǎn)的選擇類型溫度范圍/℃校準(zhǔn)溫度點(diǎn)/℃G一般用普通級(jí)（-20～100）℃（-20、0、20、50、100）℃H耐熱用普通級(jí)（-25～200）℃（-25、0、20、50、100、200）℃8.2.3測(cè)量端的連接方法選擇補(bǔ)償導(dǎo)線一端，除去約10mm的絕緣外皮，將兩個(gè)電極裸露電極材料部分表面絕緣物清除，用熱電偶焊接機(jī)將補(bǔ)償導(dǎo)線的正負(fù)極焊接形成測(cè)量端，要求焊點(diǎn)牢固、呈球狀、表面光滑、無(wú)氣孔、無(wú)夾渣。8.2.4參考端的連接方法將剝?nèi)ソ^緣層的銅導(dǎo)線一端與補(bǔ)償導(dǎo)線正負(fù)極分別連接，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级撕銣仄鲀?nèi)。參考端插入深度均不小于150mm。在測(cè)量過(guò)程中插入深度應(yīng)保持一致，銅導(dǎo)線的另一端通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)與電測(cè)儀器連接。8.2.5補(bǔ)償導(dǎo)線的校準(zhǔn)將補(bǔ)償導(dǎo)線的測(cè)量端與測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)置于恒溫設(shè)備有效均勻溫度場(chǎng)區(qū)域，且全部測(cè)量端感溫點(diǎn)應(yīng)保持在同一水平位置，插入深度應(yīng)不小于200mm。測(cè)量接線如圖1所示。圖1補(bǔ)償導(dǎo)線校準(zhǔn)接線參考圖校準(zhǔn)時(shí)，在校準(zhǔn)度點(diǎn)恒溫溫槽溫度要控制在±1℃以內(nèi)，溫度變化不超過(guò)0.1℃/min時(shí)（以測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)示值作為依據(jù)）按順序依次測(cè)量讀數(shù)，讀數(shù)順序?yàn)椋簶?biāo)準(zhǔn)→被校1→被校2→…→被校n↓標(biāo)準(zhǔn)←被校1←被校2←…←被校n各溫度點(diǎn)的校準(zhǔn)次數(shù)應(yīng)不少于4次（兩個(gè)循環(huán)），讀數(shù)前后，恒溫槽內(nèi)溫度波動(dòng)不大于0.2℃（以測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)示值作為依據(jù)）。9數(shù)據(jù)處理9.1被校補(bǔ)償導(dǎo)線各校準(zhǔn)溫度點(diǎn)的熱電動(dòng)勢(shì)值計(jì)算公式：（1）其中：（2）式中：——被校補(bǔ)償導(dǎo)線在校準(zhǔn)溫度點(diǎn)的熱電動(dòng)勢(shì)，mV；——被校補(bǔ)償導(dǎo)線在實(shí)際溫度測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)的算術(shù)平均值，mV；——標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)分度表給出的溫度tn對(duì)應(yīng)的電阻比；——溫度t時(shí)的電阻比；——標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在溫度t時(shí)，測(cè)得電阻的算術(shù)平均值，Ω；——標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在水三相點(diǎn)的電阻，Ω；——電阻比隨溫度的變化率，℃-1；——被校熱電偶在校準(zhǔn)溫度點(diǎn)t的微分熱電動(dòng)勢(shì)，μV/℃。9.2被校補(bǔ)償導(dǎo)線各校準(zhǔn)溫度點(diǎn)的溫度示值誤差計(jì)算公式：（3）10校準(zhǔn)結(jié)果表達(dá)經(jīng)校準(zhǔn)的熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線出具校準(zhǔn)證書(shū)，校準(zhǔn)記錄及校準(zhǔn)證書(shū)的結(jié)果頁(yè)信息和格式參見(jiàn)附錄C和附錄D。11復(fù)校時(shí)間間隔由于復(fù)校時(shí)間間隔的長(zhǎng)短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質(zhì)量等諸多因素所決定，因此送校單位可根據(jù)實(shí)際情況自主決定復(fù)校的時(shí)間間隔。建議復(fù)校時(shí)間間隔最長(zhǎng)不超過(guò)1年。附錄AK、N、E、J、T熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線參考函數(shù)K、N、E、J、T分度號(hào)熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線各校準(zhǔn)溫度點(diǎn)熱電動(dòng)勢(shì)參考函數(shù)見(jiàn)表A.1。表A.1K、N、E、J、T熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線熱電動(dòng)勢(shì)參考函數(shù)表校準(zhǔn)點(diǎn)/℃熱電動(dòng)勢(shì)/μV分度號(hào)KNEJT-40-1527-1023-2255-1961-147500000020798525119210197905020231340304825852036100409627746319526942792008138591313421107799288K、N、E、J、T分度號(hào)熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線各校準(zhǔn)溫度點(diǎn)熱電動(dòng)勢(shì)率參考函數(shù)見(jiàn)表A.2。表A.2K、N、E、J、T熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線微分熱電動(dòng)勢(shì)率參考函數(shù)表校準(zhǔn)點(diǎn)/℃微分熱電動(dòng)勢(shì)μV/℃分度號(hào)KNEJT-4036.724.853.947.534.9039.525.958.750.438.72040.326.660.551.540.35041.227.763.252.842.810041.429.667.554.446.820040.033.074.055.553.1附錄B熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線示值誤差計(jì)算示例使用二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，在20℃校準(zhǔn)溫度點(diǎn)附近，對(duì)EX型一般用普通級(jí)補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)參考端為0℃。測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)電阻的算術(shù)平均值為27.4859Ω，被校補(bǔ)償導(dǎo)線熱電動(dòng)勢(shì)的算術(shù)平均值為1.178mV，從標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)檢定證書(shū)中查得，水三相點(diǎn)的電阻值為25.4667Ω，分度表給出為1.07948751，電阻比的變化率為0.00396422731℃-1；從分度表中查詢得到被校補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電動(dòng)勢(shì)值為1.192mV，微分熱電勢(shì)值為60.5μV/℃。計(jì)算在20℃時(shí)被校補(bǔ)償導(dǎo)線熱電動(dòng)勢(shì)值及示值誤差。20℃時(shí)，被校補(bǔ)償導(dǎo)線熱電動(dòng)勢(shì)值計(jì)算公式為：

=1.181mV熱電動(dòng)勢(shì)誤差為：=1.181-1.192=-0.011mV換算熱電動(dòng)勢(shì)誤差的等效溫度值為：==-0.27℃附錄C熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線校準(zhǔn)原始記錄參考格式測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器信息儀器名稱型號(hào)規(guī)格出廠編號(hào)準(zhǔn)確度等級(jí)溯源證書(shū)號(hào)有效日期校準(zhǔn)依據(jù)：測(cè)量范圍：校準(zhǔn)地點(diǎn)：室溫℃，相對(duì)濕度%委托單位：型號(hào)規(guī)格：出廠編號(hào)：證書(shū)編號(hào)：校準(zhǔn)溫度點(diǎn)/℃標(biāo)準(zhǔn)溫度/℃讀數(shù)順序?qū)崪y(cè)值/mV1234平均值（mV）微分電動(dòng)勢(shì)值（μV/℃）實(shí)際熱電動(dòng)勢(shì)值（mV）E分（mV）

溫度示值誤差（℃）擴(kuò)展不確定度U/℃，k=2………………校準(zhǔn)溫度點(diǎn)/℃標(biāo)準(zhǔn)溫度/℃讀數(shù)順序?qū)崪y(cè)值/mV1234平均值（mV）微分電動(dòng)勢(shì)值（μV/℃）實(shí)際熱電動(dòng)勢(shì)值（mV）E分（mV）

溫度示值誤差（℃）擴(kuò)展不確定度U/℃，k=2外觀檢查校準(zhǔn)員：核驗(yàn)員：校準(zhǔn)日期：附錄D熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線校準(zhǔn)證書(shū)內(nèi)頁(yè)參考格式校準(zhǔn)結(jié)果校準(zhǔn)溫度點(diǎn)t（℃）示值誤差Δ（℃）校準(zhǔn)不確定度U/℃（k=2）注：校準(zhǔn)時(shí)參考端溫度為0℃。以下空白附錄E熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線示值誤差的不確定度評(píng)定示例E.1概述使用二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，Agilent34420A型數(shù)字多用表作為電測(cè)設(shè)備，采用比較法，在20℃校準(zhǔn)溫度點(diǎn)，對(duì)適用于K型熱電偶用補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行校準(zhǔn)工作。校準(zhǔn)過(guò)程中環(huán)境溫度為（15～35）℃，相對(duì)濕度（15～85）%，恒溫設(shè)備所處的環(huán)境，無(wú)影響測(cè)量的氣流擾動(dòng)，測(cè)量計(jì)算后得到被校補(bǔ)償導(dǎo)線的示值誤差。E.2測(cè)量模型Δt被=（E式中：Δt被—被校補(bǔ)償導(dǎo)線在校準(zhǔn)溫度點(diǎn)t的溫度示值誤差，s被(t)—被校熱電e被(t)—被校補(bǔ)償導(dǎo)線在校準(zhǔn)溫度點(diǎn)e分(t)—被校補(bǔ)償導(dǎo)線分度表上查得的校準(zhǔn)溫度點(diǎn)E.3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度由于各不確定度分量互不相關(guān)，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度按式（E.2）計(jì)算：（E.2）靈敏系數(shù)：（E.3）（E.4）E.4不確定度來(lái)源輸入量e被(tE.4.1補(bǔ)償導(dǎo)線測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1E.4.2標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2E.4.3電測(cè)設(shè)備引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3E.4.4恒溫槽溫場(chǎng)不均勻引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u4E.4.5恒溫槽溫度波動(dòng)度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u5E.4.6轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)雜散熱電勢(shì)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u6E.4.7補(bǔ)償導(dǎo)線參考端溫差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u7輸入量e分(tE.4.8輸入量e分E.5標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定E.5.1補(bǔ)償導(dǎo)線測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1，用A將補(bǔ)償導(dǎo)線放入恒定恒溫槽中，待示值穩(wěn)定后，進(jìn)行10次重復(fù)測(cè)量，用A類方法進(jìn)行評(píng)定為：=0.0003mV（E.5）其他三組測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差分別為=0.00052mV，=0.00046mV，=0.00030mV，則：mV（E.6）=0.00021mV20℃時(shí)熱電偶的微分電動(dòng)勢(shì)為40.3μV/℃，換算成等效溫度值為0.005℃。E.5.2二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2，用B二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)不確定度：0.01℃，k=2u2=0.01℃/4E.5.3電測(cè)儀器測(cè)量補(bǔ)償導(dǎo)線電動(dòng)勢(shì)值引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定u3，用B類方法進(jìn)行評(píng)定。Agilent34420A型數(shù)字多用表測(cè)量電動(dòng)勢(shì)值，用10mV直流電壓擋，根據(jù)年穩(wěn)定性技術(shù)指標(biāo)±（0.0050%×讀數(shù)+0.0003）mV，MPE=±（0.0050%×0.798+0.0003）=±0.34μV換算成溫度為0.0084℃，則u3=u/3E.5.4恒溫槽溫場(chǎng)不均勻引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定u4，用B標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)和被檢的補(bǔ)償導(dǎo)線的感溫部分的最大溫差為0.02℃，則不確定度區(qū)間半寬為0.01℃，按均勻分布，則：u4=u/3=E.5.5恒溫槽溫度波動(dòng)度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定u5，用B恒溫槽溫度波動(dòng)度±0