热工仪表校准器及校准方法的探讨浦绍卓

热工仪表校准器及校准方法的探讨浦绍卓

浦绍卓

（山东核电有限公司265100）

摘要：随着科技的发展，机械设备自动化程度的提高，仪器故障也越来越复杂，利用现场热工仪表，能够缩短系统重新运行的时间，提高工作效率，从而将生产的损失降到最小。本文从热工仪表校准器的特点和原理，热工仪表校准器校准方法的相关内容进行了分析。

关键词：热工仪表；校准器；校准方法

前言

热工仪表能够准确测量出温度传感器传递的数字与模拟信号，并将测量到的信息进行处理和转化，为工作人员对工艺运行情况的判断提供参考依据，目前，热工仪表在各生产领域中得到了广泛运用，但是，在使用的过程中，还存在一些问题，要提高热工仪表测量的准确性，就需要对热工仪表进行校验，从而确保整个系统的正常、安全运行。

一、热工仪表校准器特点和原理

热工仪表集各种测量技术为一体，其中涵盖力学、电学以及热工测量等等。通过这些技术能够实现对温度、压力、流量、湿度等的测量，应用范围十分广泛。热工仪表校准器是由电源及电压表两部分构成，以24V直流电压进行电源输出，背光液晶为主要显示屏，显示十分清晰，操作起来既方便又快捷，能够将热力系统的运行情况准确地反映出来，为工作人员提供可靠地参考数据，同时，在自动调节系统的作用下，更新工作人员劳动条件，保证系统设备安全运行。

热工仪表校准器的特点是：具备复杂环境下校准的能力，且精准度非常高；使用的范围广，能够完成各类信号的校准与测量工作，并及时发现存在的误差；设计结构比较合理，各设备能够独立工作互不影响，从而提高工作效率；可以同时对多种热电阻、热电偶信号进行测量，并以温度值形式进行显示；具备冷端温度自动补偿功能；可以对各种热电阻、热电偶各温度对应的电量值进行模拟。广大用户只需要把测量得出的各类数据信息输入至操作电路中，经过单片机与处理器的处理，就能将结果显示在显示屏上。

常用的热工仪表校准器有压力类与温度类仪表校准器两种，其中温度类校准器可以分成低温与高温热电阻两种，可以自动补偿环境温度[1]。压力类仪表校准器比较常见的是特稳携式校准器，它是一种综合性很强的校准仪器，其工作原理是：以单片机和处理器为核心，并配有人机接口、输入与输出电路，把要进行测量的数据输入到电路系统中，经过处理器的处理显示在屏幕上。同时，还具备温度补偿功能，可以将多种情况下的电量值输出来，并能模拟温度信号。该校准器体积小，便于携带，稳定性强[2]。

二、热工仪表校准器校准方法

（一）校准条件

虽然热工仪校准器在很多生产领域都得到了广泛运用，但是，在使用的过程中，依然还有范围限制。通常情况下，热工仪表校准器都能够输出各类电信号，如电阻信号、直流电压信号等，且具有很高的精准度，因此热工仪所使用的标准器应该是能够自动调节温度的恒温器，或者是专用的电阻电信号连接导线。

（二）校准方法

不管是使用什么样的仪器，在测量的过程中都会出现误差，这是不可避免的现象，人们只能够采用有效的方法将误差降到最小，热工仪表校准也是如此。热工仪表校准器比较常见的故障是数码管不亮、信号不能输出、输出信号存在误差等，故障类型很多，原因也是多方面的，仪器故障需要根据具体表现形式进行确定，并对相应故障进行处理。

热工仪表校准器基本校准方法如下所示：

①大多数设备故障都是设备自身质量或者是操作不正确造成的，因此，使用高质量设备并正确操作是确保仪器校验准确的前提。采用不匹配的导线进行测量标准器的连接是比较突出的问题。在对热阻信号进行校准的时候，需要严格按照相关规范进行操作，采用四根专用导线对测量标准器进行连接，这样，才能获取准确的测量结果[3]。

②在对热电偶信号校准时产生的主要误差是直流毫伏信号与冷端补偿两者的误差。要将误差降到最小，就需要把校准器插到冷端槽中，同时利用铜导线来连接信号源，通过这样的方式来测量误差。在这一过程中，必须要要严格按照相关流程进行，不能擅自对操作步骤进行更改。冷端误差校准主要是把温度校准器、标准温度计、恒温槽三者相连，且恒温槽的初始温度是20℃，温度浮动值不应大于0.05℃。用补偿导线将冷端输入端和恒温槽连起来，并使用标准温度计来测量恒温槽内温度。接着进行参考端电动势能的测量，当然，必须要在保恒温槽、冷端温度恒定的情况下进行测量。测量完成之后，需要将结果换算成温度值，换算的过程中不仅要确保稳定恒定，而且还要确保温度计玻璃泡和补偿导线在同一水平高度上。最后，对恒温槽的温度进行调整，再依照上述方法重复测量，直到电动势能值近乎为零[4]。

热工仪表校准器在进行热电偶信号校准时，需要分别校准直流毫伏信号与冷端误差，校准时，必须要严格按照相关步骤进行。将测量出的最大值当作最大基本误差，对输出电量值以及修订值进行分析对比，并将基本误差值算出来。但是，采用这种方法也有不足之处，无法达到具有自动补偿功能校准器的使用要求，所以，运用的范围相对较窄[5]。同时，在计算修正值的时候存在很大的难度，出错频率高，从而使得计算结果不正确，存在一定误差。

③当利用校准器对温度进行检测时，必须要将温度计读数以及仪器显示数值同时记录下来，再拆下参考端，并接入铜导线，放进恒温槽内。在检测的过程中，必须要确保短接端、参考端深度具有一致性，距离不能太远。通过温度计测量的数值、热电偶电动势值、导线修正值就能将冷端的补偿误差计算出来[6]。再结合计算结果，利用热电偶分度表将热电偶温度值换算出来，这样，能够减少误差，测量结果更具准确性。

④在信号无输出的情况下，需要选择5V的量程开关输出方式，并借助万能表对输出端的输出情况进行测量，从而来确定故障源。同时，还需要对电路电源、电阻元件等各部位进行检查。

⑤输出信号存在很大误差时，需要利用万能表将输出量程电阻值测量出来，针对20mA电流误差大的情况，应该对分流电阻进行检查；针对100mA电流误差大的情况，需要对量程开关以及分压电阻进行检查，同时将基准电压调整为1V。

三、结语

总之，对热工仪表校准器输出误差进行测量，能够将误差降到最小，保证校准结果的准确性。因此，在校准的实际过程中，需要按照相关规范进行操作，有针对性的选择校准器进行校准，从而真正实现校准的目标。

参考文献：

[1]张明洋，周平波.热工仪表把哦校验仪校准方法的探讨[J].吉林化工学院学报，2014（12）：226-229.

[2]吕雪飞，甘树坤.热电偶与热电阻测温的误差分析[J].仪器表用户，2015（23）：118-125.

[3]黄淑春，王倩峰.热工仪表现场检测效率的提高[J].北京：中国计量，2014（10）：335-339.

[4]张孙研，周浩程.热工仪表校验仪的校准方法[J].科技传播，2015（16）：168-174.

[5]徐敏，雷军明.对热工仪表校验仪的校准方法探讨[J].工程技术，2016（32）：89-95.

[6]刘伟龙，李鼎铭.校准方法在热工仪表校验仪的探讨[J]中国石油和化工标准与质量，2014（35）：437-445.