熱電偶檢定規(guī)程要求在檢定時(shí)將標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被檢熱電偶的參考端引入0℃。對(duì)于檢定工作用貴金屬熱電偶(S、R、B分度號(hào))，被檢熱電偶絲柔軟便于接線；但對(duì)于檢定工作用廉金屬熱電偶，由于大部分熱電偶的直徑比較粗，難以將參考端直接引入0℃，所以常常采用補(bǔ)償導(dǎo)線將熱電偶的自由端引入冰點(diǎn)，再用銅導(dǎo)線引出到高精度數(shù)字多用表電壓檔進(jìn)行測(cè)量。

熱電偶檢定過(guò)程正確的測(cè)量方法見(jiàn)圖1所示：

圖1 熱電偶檢定過(guò)程中正確的測(cè)量方法

1、補(bǔ)償導(dǎo)線常見(jiàn)的錯(cuò)誤連接

①認(rèn)為有了補(bǔ)償導(dǎo)線，可以不用冰點(diǎn)，如圖2所示。

圖2 熱電偶檢定過(guò)程中沒(méi)有用冰點(diǎn)的錯(cuò)誤測(cè)量方法

②認(rèn)為接補(bǔ)償導(dǎo)線更好，不僅在熱電偶到冰點(diǎn)之間連接用補(bǔ)償導(dǎo)線，在冰點(diǎn)0℃到高精度數(shù)字多功能表之間也用補(bǔ)償導(dǎo)線連接，如圖3所示。

圖3 熱電偶檢定時(shí)在0℃與數(shù)字過(guò)功能表之間用補(bǔ)償導(dǎo)線

下面分析這兩種接線形式所產(chǎn)生的誤差（假設(shè)補(bǔ)償導(dǎo)線無(wú)補(bǔ)償誤差）：

正確連接時(shí)(見(jiàn)圖1)，如果熱電偶的種類(lèi)為Y，補(bǔ)償導(dǎo)線為YX，應(yīng)用中間導(dǎo)體定律，可以得到高精度數(shù)字多用表接受的電壓為：

EZ=EY(T1,T3)+EYX(T3,T0)=EY(T1,T0)----------公式1

正好是熱電偶工作端溫度T1相對(duì)于0℃的熱電勢(shì)，可直接將讀數(shù)與分度表比較，得出是否符合要求的結(jié)果。

對(duì)圖2的情況，應(yīng)用中間導(dǎo)體定律，高精度數(shù)字多用表接受的電壓為：

EZ=EY(T1,T3)+EYX(T3,T2)=EY(T1,T2)---------公式2

與式(1)比較，正好相差電測(cè)儀器的輸入端環(huán)境溫度T2相對(duì)于0℃時(shí)的電勢(shì)：

EY(T1,T0)-EY(T1,T2)=EY(T2,T0)----------------公式3

如果按圖2的情況，檢定結(jié)果低于實(shí)際熱電偶的電勢(shì)值，差值為熱電偶的環(huán)境溫度相對(duì)于0℃的電勢(shì)。

對(duì)圖3的情況，應(yīng)用中間導(dǎo)體定律，高精度數(shù)字多用表接受的電壓為：

EZ=EY(T1,T3)+EYX(T3,T0)-EYX(T0,T2)=EY(T1,T0)-EYX(T0,T2)-------公式4

從工時(shí)的結(jié)果來(lái)看，雖然加了冰點(diǎn)，從冰點(diǎn)到高精度數(shù)字多用表因?yàn)檫B接了補(bǔ)償導(dǎo)線進(jìn)行了反向補(bǔ)償，*終結(jié)果與圖2一樣，測(cè)量值低于實(shí)際熱電偶的電勢(shì)值，差值的大小仍然為熱電偶的環(huán)境溫度相對(duì)于0℃的電勢(shì)。

2、建議使用偶絲代替補(bǔ)償導(dǎo)線

在熱電偶檢定中，廉金屬熱電偶的連接線常常采用補(bǔ)償導(dǎo)線，但熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的精度一般不高，根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，精密級(jí)熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線允差對(duì)于S偶為±2.5℃，對(duì)于K偶為±1.5℃，這對(duì)于熱電偶檢定來(lái)說(shuō)，引入的誤差太大，有可能將合格的熱電偶檢定出不合格的結(jié)果。

檢定中使用熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的目的是將熱電偶輸出端的溫度T3補(bǔ)償?shù)綑z定所要求的T0(0℃)(見(jiàn)圖1所示)。根據(jù)實(shí)踐，對(duì)于廉金屬熱電偶檢定，采用工作Ⅰ級(jí)Φ0.5mm的偶絲連接，絲徑柔軟，易于接線，造價(jià)也不高。Ⅰ級(jí)熱電偶作為補(bǔ)償導(dǎo)線必須經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)，引入修正值，否則將會(huì)帶入(0.4-1.5)℃的誤差；對(duì)于貴金屬熱電偶(特別是長(zhǎng)度在200-700mm的工作用S與R型熱電偶的檢定，由于偶絲短，不能直接置于參考端恒溫器內(nèi))，可以采用達(dá)到一等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶準(zhǔn)確度水平的Φ0.3mm的同極性熱電偶絲(允差±1℃)連接，將熱電偶偶絲與被檢熱電偶的正極與正極相接，負(fù)極與負(fù)極相接，效果非常理想。檢定貴金屬熱電偶用偶絲連接, 效果確實(shí)理想,但造價(jià)不低,也可以采用相應(yīng)的補(bǔ)償導(dǎo)線，但須經(jīng)校準(zhǔn)，只有修正后使用才具有實(shí)際意義。

從理論上分析，根據(jù)熱電偶的均質(zhì)導(dǎo)體定律，均質(zhì)導(dǎo)體的熱電勢(shì)僅與兩端頭接點(diǎn)的溫度有關(guān)，而與沿?zé)犭姌O的溫度分布無(wú)關(guān)。所以采用偶絲直接連接，熱電偶的兩個(gè)電極由偶絲直接延伸到冰點(diǎn)，中間溫度T3完全可以不考慮(見(jiàn)圖1)。


用補(bǔ)償導(dǎo)線連接，要求熱電偶兩個(gè)連接端溫度要一致為T(mén)3，但在實(shí)際檢定中，熱電偶的自由端處于檢定爐的端頭，端頭的溫度很高，輻射和對(duì)流傳熱的影響對(duì)周?chē)挠绊懞艽?，被檢熱電偶的自由端溫度難以做到一致。那么在檢定中，由于端頭溫度不一致所產(chǎn)生的誤差，被帶入了熱電偶的檢定結(jié)果。而用偶絲連接，即使熱電偶自由端溫度不一致，也不影響檢定結(jié)果。

3、銅導(dǎo)線的選擇與使用

將熱電偶的自由端引入冰點(diǎn)，從冰點(diǎn)到高精度數(shù)字多用表的測(cè)量端使用銅導(dǎo)線連接，有的熱電偶檢定規(guī)程作了這樣的規(guī)定，有的卻沒(méi)有如此的描述。如《工作用廉金屬熱電偶》檢定規(guī)程，明確要求熱電偶參考端的引線應(yīng)使用同材質(zhì)的銅電線進(jìn)行連接，接觸要良好；而《工作用貴金屬熱電偶》檢定規(guī)程雖然在檢定原理示意圖中規(guī)定熱電偶的參考端需要與轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān))相連接，但卻沒(méi)有指明用何種性質(zhì)的引線，因此也就出現(xiàn)了有部分人員畫(huà)蛇添足而使用補(bǔ)償導(dǎo)線的現(xiàn)象(產(chǎn)生的誤差已在上述作了分析)。

熱電偶參考端引線的要求相當(dāng)嚴(yán)格，熱電偶兩極所連接的導(dǎo)線，一定要用同一支銅導(dǎo)線截成兩段，分別連接在熱電偶兩極的參考端上(銅導(dǎo)線在20℃時(shí)的電阻率應(yīng)小于0.01724μΩ·m)。因?yàn)椴皇峭恢с~導(dǎo)線，盡管電阻率都符合要求，但它們之間也有差別，這樣兩支銅導(dǎo)線組成的對(duì)子在溫差的作用下，將在熱電偶回路中產(chǎn)生附加熱電動(dòng)勢(shì)。這個(gè)電動(dòng)勢(shì)的大小與兩支銅導(dǎo)線材質(zhì)差別及銅導(dǎo)線兩端所處溫差的大小有關(guān)，將給檢測(cè)的熱電偶帶入一定的誤差。

再有，銅導(dǎo)線與熱電偶電極參考端的連接一定要接觸良好，實(shí)際證明，那種用魚(yú)嘴夾一夾的做法還是被很多的檢定人員所采用，而這種做法在檢測(cè)回路中將帶入0.5-1.0℃的誤差,且這個(gè)誤差還不是固定值,有時(shí)還足以左右檢定結(jié)果的判別。

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