热电偶参考端温度修正系数K的确定
贵州省计量浏试研究所徐淑兰李培国
工业用的热电偶参考端温度一般不为o。℃对于不带自动补偿的测温仪表(如动圈式仪表)需要进行修正或补偿。通用的方法有使用参考端温度补偿器、调整指针机械零位、查表计算法(以下简称计算法)和温度修正法。其中以计算法最为准确。温度修正法虽不及计算法准确,但应用简便,实用性强,工程测量中很适用,本文重点是讨论这种方法。
为了便于说明、比较,下面先对计算法作一简要介绍。首先将仪表指示温度值t通过相应分度表换算成热电势值E(t,,0).然后按式(l)计算出E(t,o),后再查分度表,其对应的温度t就是被测量的实际温度。
温度修正法(或称修正系数法)是将参考端温度乘上一个修正系数k作为修正值对仪表示值t,进行修正得出真实温度t,如式(2)所示。
决定式(2)计算准确性的关键是k的取值。不同分度号热电偶k值不同。
将和计算出的t代入式(3)可求出相应k值。
由于热电势和温度关系的非线性,温度t,不同,k值也不同。如分度号为s型的热电偶,t,取300℃和1200℃时,当分别为10℃和50℃,按式(3)计算k值分别为0.600、0.648、0.458和0.497。如果在t,=1200℃、=5℃o时采用t,为30℃、为50℃时的k值,按式(2)进行计算,造成的误差达7.55℃。
可见,为了保证修正的准确性,对于不同的t,应采用不同的k值,但这样使用起来太繁琐。为实用简便,在热电偶参考端温度可能变化的范围内,采用同一k值,并使按式(2)计算结果的误差尽可能小,可借助最小二乘法确定左的最佳估值。
对应关系可由计算法确立。如分度号为s型热电偶,当t,=1200℃,不大于50℃时,及按式(l)与式(4)计算得出的如下:
由式(6)可得:
由于对应不同的k值的分散性,要使得按式(6)计算的k值对各不同的时k值之差最小,的取值范围在满足实用条件下应尽可能小。热电偶一般使用时参考端(或通过补偿导线延伸)的温度不超过50℃。按照上述计算方法表1列举出三种常用的(s型、K型、E型)热电偶。当不大于50℃时,在整百摄氏度的k值(中间温度的k值可线性内插)。当热电偶参考端温度在0一50℃范围内,根据表1中的k值(包括线性内插计算值),按式(2)进行计算与式(l)计算结果比较,相差不大于0.5℃。
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