韓麗麗

【摘 要】 本文介紹了在工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)用的溫度變送器在現(xiàn)場(chǎng)的校準(zhǔn)方法以及所涉及到的由標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備與被校溫度變送器引起的輸出電流測(cè)量結(jié)果不確定度的評(píng)定。

【關(guān)鍵詞】 熱電阻測(cè)溫 ?熱電偶測(cè)溫 ?冷端溫度補(bǔ)償 ?測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定

1 引言

溫度的檢測(cè)和控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中比較廣泛的應(yīng)用之一，溫度變送器是一種將現(xiàn)場(chǎng)采集的溫度信號(hào)變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的儀表。主要用于工業(yè)過程溫度參數(shù)的測(cè)量和控制。

2 溫度測(cè)量系統(tǒng)的組成部分及溫度變送器的工作原理

熱電阻測(cè)溫的基本原理是先將溫度的變化轉(zhuǎn)化成熱電阻的變化，然后再由溫度變送器將電阻的變化轉(zhuǎn)化成電壓的變化，計(jì)算機(jī)通過對(duì)電壓的采樣和計(jì)算便可得到溫度值。在寶鋼不銹鋼熱軋廠工程檢修中用于測(cè)溫的熱電阻一般為Pt100規(guī)格的熱電阻，Pt100熱電阻測(cè)溫元件是0℃時(shí)其輸出電阻為100Ω。之后，隨著溫度的提高熱電阻值呈非線性增加。

熱電偶測(cè)量溫度的基本原理是利用材料的熱電效應(yīng)。將兩種不同成分的金屬導(dǎo)體首尾連接成閉合回路，如果兩連接點(diǎn)的溫度不等，則在回路中就會(huì)產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)，形成熱電流，這就是熱電效應(yīng)。熱電偶就是將兩種不同的金屬材料一端焊接而成。焊接的一端叫做測(cè)量端，未焊接的一端叫做參考端。參考端在使用時(shí)通常恒定在一定的溫度（如0℃）。當(dāng)對(duì)測(cè)量端加熱時(shí)，在接點(diǎn)處有熱電勢(shì)產(chǎn)生。如參考端溫度恒定，其熱電勢(shì)的大小和方向只與兩種金屬材料的特性和測(cè)量端的溫度有關(guān)，而與熱電極的粗細(xì)和長(zhǎng)短無關(guān)。當(dāng)測(cè)量端的溫度改變后，熱電勢(shì)也隨之改變，并且溫度和熱電勢(shì)之間有一固定的函數(shù)關(guān)系，利用這個(gè)關(guān)系就可以測(cè)量溫度。在寶鋼不銹鋼熱軋廠工程檢修中用于測(cè)溫的熱電偶一般為K、S型熱電偶。

溫度變送器通常由兩部分組成：傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器。傳感器主要是熱電偶或熱電阻;信號(hào)轉(zhuǎn)換器主要由測(cè)量單元、信號(hào)處理和轉(zhuǎn)換單元組成，有些變送器增加了顯示單元，有些還具有現(xiàn)場(chǎng)總線的功能。熱電偶和熱電阻來的信號(hào)輸入到變送器的輸入端，輸入端為一個(gè)不平衡電橋，當(dāng)溫度變化時(shí)，電橋失去平衡，橋路將有電壓輸出，經(jīng)放大后變送器輸出（4～20）mA直流電流信號(hào)。輸出的直流信號(hào)又經(jīng)反饋回路輸入到放大器的輸入端，保證了輸入和輸出的線性度。我實(shí)驗(yàn)室主要校準(zhǔn)的是不帶傳感器的變送器。

3 校準(zhǔn)設(shè)備的選擇與校準(zhǔn)的過程

3.1 校準(zhǔn)設(shè)備的選擇

校準(zhǔn)時(shí)所用到的標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備需要考慮它們所引入的擴(kuò)展不確定度U（k=2）至少應(yīng)不大于被校變送器最大允許誤差絕對(duì)值的1/3。像我實(shí)驗(yàn)室用到的為多功能校驗(yàn)儀、直流電阻箱、補(bǔ)償導(dǎo)線、0攝氏度恒溫槽以及直流電流表等標(biāo)準(zhǔn)裝置。

3.2 溫度變送器校準(zhǔn)主要項(xiàng)目就是測(cè)量誤差的校準(zhǔn)

3.2.1 熱電偶溫度變送器的校準(zhǔn)

熱電偶溫度變送器冷端的溫度補(bǔ)償是由于熱電偶的材料一般都比較貴重（特別是采用貴金屬時(shí)），而測(cè)溫點(diǎn)到儀表的距離都很遠(yuǎn)，為了節(jié)省熱電偶材料，降低成本，通常采用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電偶的冷端（自由端）延伸到溫度比較穩(wěn)定的控制室內(nèi)，連接到儀表端子上。必須指出，熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的作用只起延伸熱電極，使熱電偶的冷端移動(dòng)到控制室的儀表端子上，它本身并不能消除冷端溫度變化對(duì)測(cè)溫的影響，熱電偶溫度變送器冷端的溫度補(bǔ)償不起補(bǔ)償作用。那么在通常的測(cè)量中要求冷端的溫度恒定，把T0定為常數(shù)，此時(shí)熱電偶的熱電勢(shì)就是被測(cè)介質(zhì)溫度的單值函數(shù)，即Et=f（T）。熱電偶分度表中的熱電勢(shì)是在冷端溫度T0=0℃的條件下測(cè)得的，只有滿足T0=0℃的條件，才能直接應(yīng)用分度表。在工程測(cè)量中，冷端溫度不是0℃或隨環(huán)境溫度的變化而變化，這樣將引入測(cè)量誤差，因此，還需采用其他修正方法來補(bǔ)償冷端溫度T0≠0℃時(shí)對(duì)測(cè)溫的影響。

若冷端溫度波動(dòng)時(shí)有以下幾種修正方法：（1）熱電勢(shì)修正法;（2）補(bǔ)償導(dǎo)線法;（3）冷端恒溫法;（4）輔助熱電偶法。我實(shí)驗(yàn)室在現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)時(shí)采用的是補(bǔ)償導(dǎo)線法和熱電勢(shì)修正法來進(jìn)行修正的，在實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)時(shí)采用的是冷端恒溫法和補(bǔ)償導(dǎo)線法來進(jìn)行修正的。這里主要闡明在現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)檢修工程中校準(zhǔn)的方法。

（1）在現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備工作為校準(zhǔn)時(shí)的設(shè)備連接——尤其是熱電偶輸入的變送器，具有參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償時(shí)，應(yīng)采用補(bǔ)償導(dǎo)線法進(jìn)行接線校準(zhǔn)如圖1所示，其溫度變送器兩線制輸出部分接線校準(zhǔn)如圖2所示。

多功能校驗(yàn)儀的熱電偶校準(zhǔn)功能是一種根據(jù)各類熱電偶的分度號(hào)按溫度值直接輸出電勢(shì)值的儀器，并具有冷端溫度自動(dòng)補(bǔ)償?shù)墓δ堋Ｐ?zhǔn)時(shí)多功能校驗(yàn)儀的輸出阻抗相對(duì)于被校熱電偶溫度變送器儀表的輸入阻抗要足夠小，否則將產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。如上圖所示輸入部分的接線方法，其中連接導(dǎo)線應(yīng)為與熱電偶分度號(hào)相配的補(bǔ)償導(dǎo)線。熱電偶溫度變送器冷端的溫度補(bǔ)償極性不能接錯(cuò)。

（2）校準(zhǔn)前的調(diào)整。在實(shí)際的校準(zhǔn)過程中多功能校驗(yàn)儀設(shè)定為與被校的溫度變送器對(duì)應(yīng)的熱電偶分度號(hào)，其帶內(nèi)部自動(dòng)補(bǔ)償?shù)墓δ埽ㄒ簿褪钦f如果室溫是20℃，那么查標(biāo)準(zhǔn)分度數(shù)據(jù)表，得到E（20，0）電勢(shì)值;校驗(yàn)T溫度時(shí)，將該值減去，即E（T，0）-E（20，0）=E（T，20）;這個(gè)E（T，20）就是你在20℃時(shí)T的mV值），那么可以用改變輸入溫度信號(hào)的辦法對(duì)相應(yīng)的輸出下限值和輸出上限值進(jìn)行調(diào)整，使它與標(biāo)準(zhǔn)的下限值和上限值相一致。在測(cè)量的過程中不允許調(diào)整零點(diǎn)和量程。

（3）校準(zhǔn)的過程。校準(zhǔn)點(diǎn)的選擇是按量程均勻分布的，一般是包括上限值、下限值和量程50%附近在內(nèi)不少于5個(gè)點(diǎn)，通過從下限開始平穩(wěn)地輸入各被校點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度信號(hào)值，讀取并記錄輸出值直至上限;然后反方向平穩(wěn)地改變輸入信號(hào)依次到各個(gè)被校點(diǎn)，讀取并記錄輸出值直至下限。如此為一次循環(huán)，須進(jìn)行三個(gè)循環(huán)的測(cè)量。在接近被校點(diǎn)時(shí)，輸入信號(hào)應(yīng)足夠慢，以避免過沖，以此來看溫變是否準(zhǔn)確。用比較法計(jì)算各被校點(diǎn)三次循環(huán)得出的平均值與標(biāo)準(zhǔn)輸出值的差值，得出各被校點(diǎn)的誤差。endprint

3.2.2 熱電阻溫度變送器的校準(zhǔn)

（1）在現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備工作為校準(zhǔn)時(shí)的設(shè)備連接——三線制熱電阻輸入的變送器校準(zhǔn)時(shí)可按圖3接線。三線制連接時(shí)，線間電阻值之差要盡可能小，在阻值無明確規(guī)定時(shí)，可以在同一根導(dǎo)線上等長(zhǎng)度（不超過1m）截取三段導(dǎo)線組成，其溫度變送器兩線制輸出部分接線校準(zhǔn)如圖2所示。

（2）校準(zhǔn)前的調(diào)整。在實(shí)際的校準(zhǔn)過程中多功能校驗(yàn)儀設(shè)定為與被校的溫度變送器對(duì)應(yīng)的熱電阻分度號(hào)，那么通過輸出信號(hào)模擬熱電阻校準(zhǔn)變送器的輸入，對(duì)相應(yīng)的輸出下限值和輸出上限值進(jìn)行調(diào)整，使它與標(biāo)準(zhǔn)的下限值和上限值相一致。在測(cè)量的過程中不允許調(diào)整零點(diǎn)和量程。

（3）校準(zhǔn)的過程。熱電阻溫度變送器的校準(zhǔn)過程與熱電偶溫度變送器的校準(zhǔn)過程相同。

4 溫度變送器校準(zhǔn)的注意事項(xiàng)

（1）校準(zhǔn)前需要與委托方溝通好，經(jīng)委托方確認(rèn)具備現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)單體儀表?xiàng)l件后才可進(jìn)行校準(zhǔn)工作。（2）校準(zhǔn)前，要準(zhǔn)備好校準(zhǔn)原始記錄表，并查熱電偶在各校驗(yàn)點(diǎn)的溫度/毫伏對(duì)照表或熱電阻溫度/電阻對(duì)照表，將需要的數(shù)據(jù)查出并填入已經(jīng)準(zhǔn)備好的原始記錄表中。（3）接線時(shí)要注意24V直流電源和補(bǔ)償導(dǎo)線的極性，并且在通電預(yù)熱15分鐘后開始校準(zhǔn)，參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償?shù)膬x表還需通電預(yù)熱30分鐘后開始校準(zhǔn)。（4）在調(diào)整零點(diǎn)和滿量程電位器時(shí)不要用力過猛，防止擰壞。

5 溫度變送器輸出電流誤差的測(cè)量結(jié)果不確定度的評(píng)定

溫度變送器輸出電流誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定，以配K分度用熱電偶的溫度變送器輸出電流誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定為例。

5.1 數(shù)學(xué)模型

ΔIt=Id-{（Im/tm）[ts-t0+（e/Si）]+I0}

式中：ΔIt——溫度變送器在溫度t時(shí)的測(cè)量誤差;Id──溫度變送器的輸出電流值;

Im──溫度變送器的輸出量程;ts──溫度變送器的輸入溫度值;

tm──溫度變送器的溫度輸入量程;I0──溫度變送器的輸出起始電流值;

t0──溫度變送器輸入的下限溫度值;e──補(bǔ)償導(dǎo)線修正值;

Si──熱電偶特性曲線各溫度測(cè)量點(diǎn)的斜率，對(duì)于某一溫度測(cè)量點(diǎn)可視為常數(shù)。

5.2 輸入量Id的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（Id）的評(píng)定

輸入量Id的不確定度來源主要有兩部分：被校溫度變送器的測(cè)量重復(fù)性u(píng)（（Id1）和過程校準(zhǔn)儀的示值誤差u（Id2） 。

5.3 輸入量ts的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（ts）的評(píng)定

輸入量ts的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源主要來自多功能校驗(yàn)儀的示值誤差。溫、濕度影響和連接導(dǎo)線的影響可以忽略不計(jì)。多功能校驗(yàn)儀的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（ts）采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。

5.4 輸入量e的標(biāo)準(zhǔn)不確定u（e）的評(píng)定

輸入量e不確定度的主要來源為補(bǔ)償導(dǎo)線修正值導(dǎo)致的不確定度。補(bǔ)償導(dǎo)線的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（e）可以采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。

5.5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

（1）靈敏系數(shù)：c1=It/d=1;

c2=ΔIt/ts=-Im/tm

c3=ΔIt/e=-Im/（tmSi）

（2）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算。

輸入量Id、ts及e相互間彼此獨(dú)立，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按下式得到：

uc（△It）=√C12u2（Id）+C22u2（ts）+C22u2（e）

5.6 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取包含因子k=2，置信概率為95%，U=k×uc（△It）

變送器各校準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量誤差的擴(kuò)展不確定度取最大值。

6 結(jié)語

溫度變送器作為一種典型的溫度儀表，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)測(cè)量當(dāng)中。為了便于自動(dòng)化檢測(cè)，對(duì)各種溫度傳感器的信號(hào)輸出做了統(tǒng)一的規(guī)定，也就是統(tǒng)一的（4～20）mA信號(hào)。溫度變送器完成測(cè)量信號(hào)的采集后轉(zhuǎn)化成統(tǒng)一的（4～20）mA電流信號(hào)輸出，同時(shí)還起隔離作用。那么溫度測(cè)量的準(zhǔn)確度對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的影響非常大，在冶金煉鋼和軋鋼等行業(yè)的生產(chǎn)過程都需要準(zhǔn)確測(cè)量溫度，由于所有溫度變送器都會(huì)隨時(shí)間變化而發(fā)生漂移，所以需要利用可靠的標(biāo)準(zhǔn)溫度校驗(yàn)儀器對(duì)其進(jìn)行定期校準(zhǔn)，否則對(duì)工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)和鋼鐵產(chǎn)品會(huì)帶來嚴(yán)重的影響。endprint

3.2.2 熱電阻溫度變送器的校準(zhǔn)

（1）在現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備工作為校準(zhǔn)時(shí)的設(shè)備連接——三線制熱電阻輸入的變送器校準(zhǔn)時(shí)可按圖3接線。三線制連接時(shí)，線間電阻值之差要盡可能小，在阻值無明確規(guī)定時(shí)，可以在同一根導(dǎo)線上等長(zhǎng)度（不超過1m）截取三段導(dǎo)線組成，其溫度變送器兩線制輸出部分接線校準(zhǔn)如圖2所示。

（2）校準(zhǔn)前的調(diào)整。在實(shí)際的校準(zhǔn)過程中多功能校驗(yàn)儀設(shè)定為與被校的溫度變送器對(duì)應(yīng)的熱電阻分度號(hào)，那么通過輸出信號(hào)模擬熱電阻校準(zhǔn)變送器的輸入，對(duì)相應(yīng)的輸出下限值和輸出上限值進(jìn)行調(diào)整，使它與標(biāo)準(zhǔn)的下限值和上限值相一致。在測(cè)量的過程中不允許調(diào)整零點(diǎn)和量程。

（3）校準(zhǔn)的過程。熱電阻溫度變送器的校準(zhǔn)過程與熱電偶溫度變送器的校準(zhǔn)過程相同。

4 溫度變送器校準(zhǔn)的注意事項(xiàng)

（1）校準(zhǔn)前需要與委托方溝通好，經(jīng)委托方確認(rèn)具備現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)單體儀表?xiàng)l件后才可進(jìn)行校準(zhǔn)工作。（2）校準(zhǔn)前，要準(zhǔn)備好校準(zhǔn)原始記錄表，并查熱電偶在各校驗(yàn)點(diǎn)的溫度/毫伏對(duì)照表或熱電阻溫度/電阻對(duì)照表，將需要的數(shù)據(jù)查出并填入已經(jīng)準(zhǔn)備好的原始記錄表中。（3）接線時(shí)要注意24V直流電源和補(bǔ)償導(dǎo)線的極性，并且在通電預(yù)熱15分鐘后開始校準(zhǔn)，參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償?shù)膬x表還需通電預(yù)熱30分鐘后開始校準(zhǔn)。（4）在調(diào)整零點(diǎn)和滿量程電位器時(shí)不要用力過猛，防止擰壞。

5 溫度變送器輸出電流誤差的測(cè)量結(jié)果不確定度的評(píng)定

溫度變送器輸出電流誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定，以配K分度用熱電偶的溫度變送器輸出電流誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定為例。

5.1 數(shù)學(xué)模型

ΔIt=Id-{（Im/tm）[ts-t0+（e/Si）]+I0}

式中：ΔIt——溫度變送器在溫度t時(shí)的測(cè)量誤差;Id──溫度變送器的輸出電流值;

Im──溫度變送器的輸出量程;ts──溫度變送器的輸入溫度值;

tm──溫度變送器的溫度輸入量程;I0──溫度變送器的輸出起始電流值;

t0──溫度變送器輸入的下限溫度值;e──補(bǔ)償導(dǎo)線修正值;

Si──熱電偶特性曲線各溫度測(cè)量點(diǎn)的斜率，對(duì)于某一溫度測(cè)量點(diǎn)可視為常數(shù)。

5.2 輸入量Id的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（Id）的評(píng)定

輸入量Id的不確定度來源主要有兩部分：被校溫度變送器的測(cè)量重復(fù)性u(píng)（（Id1）和過程校準(zhǔn)儀的示值誤差u（Id2） 。

5.3 輸入量ts的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（ts）的評(píng)定

輸入量ts的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源主要來自多功能校驗(yàn)儀的示值誤差。溫、濕度影響和連接導(dǎo)線的影響可以忽略不計(jì)。多功能校驗(yàn)儀的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（ts）采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。

5.4 輸入量e的標(biāo)準(zhǔn)不確定u（e）的評(píng)定

輸入量e不確定度的主要來源為補(bǔ)償導(dǎo)線修正值導(dǎo)致的不確定度。補(bǔ)償導(dǎo)線的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（e）可以采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。

5.5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

（1）靈敏系數(shù)：c1=It/d=1;

c2=ΔIt/ts=-Im/tm

c3=ΔIt/e=-Im/（tmSi）

（2）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算。

輸入量Id、ts及e相互間彼此獨(dú)立，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按下式得到：

uc（△It）=√C12u2（Id）+C22u2（ts）+C22u2（e）

5.6 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取包含因子k=2，置信概率為95%，U=k×uc（△It）

變送器各校準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量誤差的擴(kuò)展不確定度取最大值。

6 結(jié)語

溫度變送器作為一種典型的溫度儀表，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)測(cè)量當(dāng)中。為了便于自動(dòng)化檢測(cè)，對(duì)各種溫度傳感器的信號(hào)輸出做了統(tǒng)一的規(guī)定，也就是統(tǒng)一的（4～20）mA信號(hào)。溫度變送器完成測(cè)量信號(hào)的采集后轉(zhuǎn)化成統(tǒng)一的（4～20）mA電流信號(hào)輸出，同時(shí)還起隔離作用。那么溫度測(cè)量的準(zhǔn)確度對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的影響非常大，在冶金煉鋼和軋鋼等行業(yè)的生產(chǎn)過程都需要準(zhǔn)確測(cè)量溫度，由于所有溫度變送器都會(huì)隨時(shí)間變化而發(fā)生漂移，所以需要利用可靠的標(biāo)準(zhǔn)溫度校驗(yàn)儀器對(duì)其進(jìn)行定期校準(zhǔn)，否則對(duì)工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)和鋼鐵產(chǎn)品會(huì)帶來嚴(yán)重的影響。endprint

3.2.2 熱電阻溫度變送器的校準(zhǔn)

（1）在現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)前的準(zhǔn)備工作為校準(zhǔn)時(shí)的設(shè)備連接——三線制熱電阻輸入的變送器校準(zhǔn)時(shí)可按圖3接線。三線制連接時(shí)，線間電阻值之差要盡可能小，在阻值無明確規(guī)定時(shí)，可以在同一根導(dǎo)線上等長(zhǎng)度（不超過1m）截取三段導(dǎo)線組成，其溫度變送器兩線制輸出部分接線校準(zhǔn)如圖2所示。

（2）校準(zhǔn)前的調(diào)整。在實(shí)際的校準(zhǔn)過程中多功能校驗(yàn)儀設(shè)定為與被校的溫度變送器對(duì)應(yīng)的熱電阻分度號(hào)，那么通過輸出信號(hào)模擬熱電阻校準(zhǔn)變送器的輸入，對(duì)相應(yīng)的輸出下限值和輸出上限值進(jìn)行調(diào)整，使它與標(biāo)準(zhǔn)的下限值和上限值相一致。在測(cè)量的過程中不允許調(diào)整零點(diǎn)和量程。

（3）校準(zhǔn)的過程。熱電阻溫度變送器的校準(zhǔn)過程與熱電偶溫度變送器的校準(zhǔn)過程相同。

4 溫度變送器校準(zhǔn)的注意事項(xiàng)

（1）校準(zhǔn)前需要與委托方溝通好，經(jīng)委托方確認(rèn)具備現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)單體儀表?xiàng)l件后才可進(jìn)行校準(zhǔn)工作。（2）校準(zhǔn)前，要準(zhǔn)備好校準(zhǔn)原始記錄表，并查熱電偶在各校驗(yàn)點(diǎn)的溫度/毫伏對(duì)照表或熱電阻溫度/電阻對(duì)照表，將需要的數(shù)據(jù)查出并填入已經(jīng)準(zhǔn)備好的原始記錄表中。（3）接線時(shí)要注意24V直流電源和補(bǔ)償導(dǎo)線的極性，并且在通電預(yù)熱15分鐘后開始校準(zhǔn)，參考端溫度自動(dòng)補(bǔ)償?shù)膬x表還需通電預(yù)熱30分鐘后開始校準(zhǔn)。（4）在調(diào)整零點(diǎn)和滿量程電位器時(shí)不要用力過猛，防止擰壞。

5 溫度變送器輸出電流誤差的測(cè)量結(jié)果不確定度的評(píng)定

溫度變送器輸出電流誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定，以配K分度用熱電偶的溫度變送器輸出電流誤差測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定為例。

5.1 數(shù)學(xué)模型

ΔIt=Id-{（Im/tm）[ts-t0+（e/Si）]+I0}

式中：ΔIt——溫度變送器在溫度t時(shí)的測(cè)量誤差;Id──溫度變送器的輸出電流值;

Im──溫度變送器的輸出量程;ts──溫度變送器的輸入溫度值;

tm──溫度變送器的溫度輸入量程;I0──溫度變送器的輸出起始電流值;

t0──溫度變送器輸入的下限溫度值;e──補(bǔ)償導(dǎo)線修正值;

Si──熱電偶特性曲線各溫度測(cè)量點(diǎn)的斜率，對(duì)于某一溫度測(cè)量點(diǎn)可視為常數(shù)。

5.2 輸入量Id的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（Id）的評(píng)定

輸入量Id的不確定度來源主要有兩部分：被校溫度變送器的測(cè)量重復(fù)性u(píng)（（Id1）和過程校準(zhǔn)儀的示值誤差u（Id2） 。

5.3 輸入量ts的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（ts）的評(píng)定

輸入量ts的標(biāo)準(zhǔn)不確定度來源主要來自多功能校驗(yàn)儀的示值誤差。溫、濕度影響和連接導(dǎo)線的影響可以忽略不計(jì)。多功能校驗(yàn)儀的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（ts）采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。

5.4 輸入量e的標(biāo)準(zhǔn)不確定u（e）的評(píng)定

輸入量e不確定度的主要來源為補(bǔ)償導(dǎo)線修正值導(dǎo)致的不確定度。補(bǔ)償導(dǎo)線的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（e）可以采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。

5.5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

（1）靈敏系數(shù)：c1=It/d=1;

c2=ΔIt/ts=-Im/tm

c3=ΔIt/e=-Im/（tmSi）

（2）合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算。

輸入量Id、ts及e相互間彼此獨(dú)立，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按下式得到：

uc（△It）=√C12u2（Id）+C22u2（ts）+C22u2（e）

5.6 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

取包含因子k=2，置信概率為95%，U=k×uc（△It）

變送器各校準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量誤差的擴(kuò)展不確定度取最大值。

6 結(jié)語

溫度變送器作為一種典型的溫度儀表，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)測(cè)量當(dāng)中。為了便于自動(dòng)化檢測(cè)，對(duì)各種溫度傳感器的信號(hào)輸出做了統(tǒng)一的規(guī)定，也就是統(tǒng)一的（4～20）mA信號(hào)。溫度變送器完成測(cè)量信號(hào)的采集后轉(zhuǎn)化成統(tǒng)一的（4～20）mA電流信號(hào)輸出，同時(shí)還起隔離作用。那么溫度測(cè)量的準(zhǔn)確度對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的影響非常大，在冶金煉鋼和軋鋼等行業(yè)的生產(chǎn)過程都需要準(zhǔn)確測(cè)量溫度，由于所有溫度變送器都會(huì)隨時(shí)間變化而發(fā)生漂移，所以需要利用可靠的標(biāo)準(zhǔn)溫度校驗(yàn)儀器對(duì)其進(jìn)行定期校準(zhǔn)，否則對(duì)工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)和鋼鐵產(chǎn)品會(huì)帶來嚴(yán)重的影響。endprint