热电偶温度校准器计量性能的校准及不确定度评定

　　0　引言

　　热电偶温度校准器是一种模拟热电偶正常工作时实际输出热电动势的仪器,可作为检定、校准热电偶温度显示仪表的计量标准器。目前,尚无其计量性能校准的规程、规范等正式发布的校准方法,本文介绍一种热电偶温度校准器(以下简称校准器)计量性能校准的方法及其不确定评定,以期与同行们共同探讨。

　　1　基本结构与工作原理

　　校准器的种类较多,较为常见的基本结构是由数字设定键盘输入电路、数字编码电路、专用芯片、A/D转换电路、D/A转换电路、环境温度自动测量及补偿电路、显示电路和放大电路等组成,其基本结构框图如图1所示。

　　校准器的基本工作原理如下:通过数字键盘输入所需的热电偶测量端温度数值T,此数值通过专用芯片中的程序,转换、查表并计算出此温度数值所对应的热电偶标称热电动势的数字量E1。同时,校准器环境温度测量电路自动测量环境温度T0的数值,同样经A/D转换、查表、计算,得到该环境温度下所对应的热电偶标称热电动势的数字量E2。最后经过计算得到(E1-E2)的差值,此差值一方面通过显示电路显示出来,另一方面输入D/A转换和放大电路,输出相应的模拟电压值,此电压值即为热电偶测量端温度为T、参考端温度为T0时的实际输出值,即校准器的输出值模拟了热电偶在正常工作时输出热电动势的实际值。因此校准器可用作校准热电偶温度显示仪表的标准信号源,作为热电偶温度显示仪表校准时的计量标准器。

　　2　校准方法

　　2.1　校准线路

　　由校准器的工作原理可知,校准器的主要计量性能是其输出电压值与相应热电偶标称热电动势值的偏差,即校准器的输出误差。可以采用补偿导线法进行校准,校准线路如图2所示。

　　2.2　计量标准器的选择

　　校准时,选用7位半以上的数字直流电压表作计量标准器,使用标准温度计对零度恒温器的实际温度值进行监测和修正。通常,包括数字直流电压表、补偿导线、标准温度计和零度恒温器在内的整套校准装置的不确定度应不超过被校校准器输出误差限的1/3。

　　2.3　校准前的准备

　　校准前,被校校准器应和计量标准器一起在校准环境条件下恒温2h以上,并通电预热30min以上。对于零点和量程可调的校准器,应按其制造商的规定进行调整,使其输出值符合规定的要求,但在校准过程中不允许再次调整。

　　校准点可选择在零摄氏度、整十或整百摄氏度点上。负温至+400℃的测量范围中,可每隔50℃选择一个校准点;400℃以上时可每隔100℃选择一个校准点。