工業(yè)熱電阻檢定中產(chǎn)生偏差的原因

摘要:在科技快速發(fā)展的當前背景下，工業(yè)熱電阻在各領域中也獲得了更大的發(fā)展空間,同時工業(yè)熱電阻自身雖然具有運行性能高、結構簡便易于運維等優(yōu)勢,但其檢定的效果卻一直差強人意,故為從根本上提升工業(yè)熱電阻自身的運行高效性及實效性,對其檢定過程中所出現(xiàn)的偏差進行分析也已成為相關領域工作人員研究的課題之一。
1工業(yè)熱電阻的相關概述
1.1工業(yè)熱電阻的概念
      工業(yè)熱電阻實質上是一種溫度測量的傳感設備, -般情況下，工業(yè)熱電阻會與溫度的變送裝置、調節(jié)裝置及顯示裝置共同組成實際生產(chǎn)過程中的溫度控制及測量系統(tǒng),以保障實際生產(chǎn)的安全性。
在工業(yè)熱電阻中，其主要是測量物質在受到外界及內部溫度的影響而產(chǎn)生的電阻變化率,同時隨著工業(yè)熱電阻被廣泛應用在不同的生產(chǎn)活動中，其也衍生出了多種不同外觀及種類,但這些工業(yè)熱電阻的基本功能與結構依然沒有特別大的變化。
1. 2工業(yè)熱電阻的工作原理分析
      工業(yè)熱電阻中熱電阻主要就測量物質在受到不同溫度影響所產(chǎn)生的電阻變化情況,而在工業(yè)熱電阻的實際運行過程中，物質電阻的變化會由工業(yè)熱電阻中的儀表表現(xiàn)出來。不僅如此,工業(yè)熱電阻對與運行環(huán)境也有著較高的要求,環(huán)境內部溫度應保持在十五至三十五攝氏度之間,濕度也應始終處于百分之八十以下，由此可見，工業(yè)熱電阻在實際檢定過程中所體現(xiàn)出的偏差性也應與其運行環(huán)境具有直接的關系。
1. 3工業(yè)熱電阻的特點
      工業(yè)熱電阻較之其他溫度測量設備而言具有以下幾個特點:第一,工業(yè)熱電阻具有壓簧式的結構部件,因此其具有較高的抗振動性能;第二,工業(yè)熱電阻不同尋常的溫度測量角度很大程度上的提升了溫度測量結果的正確性;第三，工業(yè)熱電阻結果較為簡單且穩(wěn)固，因此適用于不同種類的工業(yè)生產(chǎn)所要求溫度測量;第四,工業(yè)熱電阻內部結構中所具有的薄膜電阻構件能夠大大提升其自身物理性能，并具有較強的穩(wěn)定性與可靠性。
1.4工業(yè)熱電阻的主要結構
      現(xiàn)階段常見的工業(yè)熱電阻主要由溫度傳感裝置、引線、結構保護管以及接線裝置等構件組成,同時不同種類的工業(yè)熱電阻內部結構也存在著-定的差異性,具體而言,鎧裝工業(yè)熱電阻除基本溫度傳感及測量裝置之外，還具有絕緣材料及鋼結構套管等;而端面工業(yè)熱電阻的溫度傳感裝置擁有一層電阻絲,其主要被應用在物體外部的溫度測量上。
2工業(yè)熱電阻的檢定方式
2.1電位差計檢定方式
      在現(xiàn)階段的工業(yè)生產(chǎn)過程中,工業(yè)熱電阻被大量應用在中低溫測量及統(tǒng)-控制環(huán)節(jié),以此從根本上保障其在運行期間的穩(wěn)定性及可靠性,對其進行不同方式的檢定也成為相關工業(yè)企業(yè)與研究人員必須完成的工作:之一。
      電位差計檢定方式主要基于國家及有關部門針對工業(yè)熱電阻所制定的檢定標準,同時其在檢定過程中需應用到電位差計裝置測量尚未進行檢定的物質在不同溫度環(huán)境中所出現(xiàn)電阻系數(shù)變化。同時電位差計檢定.方式中,也涉及到了大量輔助型儀器,諸如:電池、電位差計裝置、電阻等,因此操作起來過于繁雜。
2.2電橋測量檢定方法
      相較于電位差計檢定方式而言,電橋測量檢定方式主要應用的是測溫電橋裝置,并通過其他設備的共同配合,從而對工業(yè)熱電阻在檢測物體內部電阻的過程進行直接的測量,同時電橋測量檢測的方式對外部運行環(huán)境具有較高的標準,且測量方式也略顯復雜,因此非常容易在檢定過程中出現(xiàn)誤差。不僅如此,電橋測量裝置在實際運行過程中也極易出現(xiàn)的磨損與氧化等問題，檢定成本過大。
3工業(yè)熱電阻檢定中產(chǎn)生偏差的原因及控制
      工業(yè)熱電阻的檢定方法有兩種,一是電位差計檢定,主要是基于國家相關標準，利用電位差計來對尚未檢定物質在不同溫度條件下的電阻系數(shù)變化進行測量,在檢定過程中不僅需要用到電位差計，還需要大量的輔助設施,包括電阻、電池、導線等,操作相對繁瑣;二是電橋測量檢定,主要是運用測溫電橋裝置與其他設備的配合,針對工業(yè)熱電阻檢測物體內部電阻的過程進行測量,這種檢定方式對于外部環(huán)境要求較高,而且測量方式復雜,檢定過程容易出現(xiàn)誤差。
3.1水三相點瓶使用偏差
      水三相點瓶在工業(yè)熱電阻運行中發(fā)揮出的主要作用是保溫,在對特殊種類金屬的溫度進行檢定時通常會用到，例如,在《工業(yè)鉑、銅熱電阻》(JJG229- 2010)中,明確提出，應該利用水三相點瓶及其保溫容器進行標準鉑電阻溫度計電阻值的測定,水三相點瓶對于工業(yè)熱電阻后期測量結果存在直接影響，如果其無法正常運行，還可能會導致工業(yè)熱電阻的運行風險。基于此,需要技術人員重視水三相點瓶的使用，而一旦操作失誤,就可能導致工業(yè)熱電阻的檢定偏差:一是在水三相點瓶中放入標準鉑電阻溫度計之前,將必要的預冷環(huán)節(jié)忽略。實際上，在對水三相點瓶進行操作前,要求檢測人員必須預先將標準鉑電阻溫度計放入到相應的制冷恒溫槽中,做好必要的預冷處理工作,等到溫度計顯示數(shù)值與水三相點瓶一致,或者兩者之間的誤差不超過0.01℃時,才能進行測量,分析原因，主要是在利用熱電阻進行溫度測量的過程中，必然伴隨著-定的熱量交換,容易引發(fā)傳熱誤差,通過對溫度計的預冷處理,能夠避免將外界溫度代入瓶中,從而杜絕傳熱現(xiàn)象引發(fā)的測量偏差;=是在水三相點瓶完成凍制后,立即投入使用。實際上,剛剛凍制好的水三相點瓶三相點溫度偏低,凍制過程較大的過冷度會導致冰晶尺寸偏小，容易產(chǎn)生較大的應力,如果立即將其應用到溫，度測量中，過于強烈的內外溫差不僅會對工業(yè)熱電阻檢定結果的正確性產(chǎn)生影響,嚴重的甚至可能引發(fā)安全事故。因此,正確的操作應該在將凍制好的水三相點瓶于接近0.01℃的環(huán)境下放置30min,待其穩(wěn)定后再投入使用，這樣能夠確保冰晶尺寸合理,消除應力作用,從而保證測量結果正確可靠。
3.2電測設備使用偏差
      結合《工業(yè)鉑、銅熱電阻》(JJG229-2010)分析,對于A級乃至AA級電阻的檢定,必須采用0.005級或者更高等級的電測設備。在不斷的發(fā)展過程.中,很多市級計量部門開始將原本的電測設備更換為了對應等級的數(shù)字.多用表,但是在這種情況下，很容易出現(xiàn)因為電測設備操作不當引發(fā)的測量偏差。具體來講，一是沒有做好量程選擇工作。合理的量程對于測量.檢定工作有著非常重要的作用，如果量程選擇偏高,則會對測量正確性產(chǎn)生影響,如果量程選擇偏低,可能導致測量結果超出量程范圍,無法直觀顯示出來。而在實際操作中,也可以設定為自動量程,由系統(tǒng)自主確定,但是這樣的方式可能造成讀數(shù)延遲，測量時間間隔難以得到有效保障。因此,對于技術人員而言,檢定過程中必須依照實際情況，對量程進行合理選擇;二是沒有做好數(shù)字多用表調節(jié)。在對熱電阻阻值進行測量時,需要通過一定電流,檢定環(huán)節(jié)通常要求通過熱電阻的電流不超過1mA,之所以如此,主要是因為當電流從熱電阻中通過時,會在其感溫元件及引線上產(chǎn)生焦耳熱,繼而形成相應的溫度梯度,受這種內部熱效應影響,電阻的溫度會逐漸身高,引發(fā)測量偏差問題。因此,在工業(yè)熱電阻檢定環(huán)節(jié),如果使用的是數(shù)字多用表,應該將其調節(jié)到低電流檔。考慮內容熱效應引發(fā)的測量偏差大小會受到流經(jīng)熱電阻電流大小的影響，不能一概而論,為了保證檢定結果正確可靠,采用兩支工業(yè)鉑熱電阻,在0℃進行實驗,保持其他試驗條件不變,僅僅增加通過鉑熱電阻的電流值。
      雖然通過增加流經(jīng)鉑熱電阻電流的方式，能夠提升測量的靈敏度,不過電流越大,電阻內部熱效應也越大,測量偏差值同樣會隨之增大。當電流達到5mA時, 1號鉑熱電阻的測量值如果換算成溫度,較上級計量部門的檢定結果高出約0.03℃, 2號鉑熱電阻測量值在換算成溫度后,較檢定結果高出0.04℃.因此,在工業(yè)熱電阻檢定中,應該對電流進行控制,在保證測量靈敏度的情況下，盡可能減小自熱效應。
4提升工業(yè)熱電阻檢定有效性的方式
      為從根本上提升工業(yè)熱電阻檢定有效性,現(xiàn)階段相關管理部門也要從緊抓人員專業(yè)技能及職業(yè)素養(yǎng)入手，注重在人員群體中強調規(guī)范化操作的重要性,積極開展關于檢定工業(yè)熱電阻新技術的相關技能培訓活動,基于國家及有關部門所頒布的工業(yè)熱電阻檢定相關規(guī)則，建立健全檢定工作的管理機制。不僅如此,對于工業(yè)熱電阻檢定偏差的原因進行及時的分析,從而制定出解訣此類問題的對策,并在保證工業(yè)熱電阻運行穩(wěn)定性的基礎上，提升其檢定過程中的正確性。
5結論
      工業(yè)熱電阻檢定中,可能出現(xiàn)檢定結果偏差的問題,對偏差產(chǎn)生的原因進行分析,主要是工作人員的操作缺乏規(guī)范性。基于此,應該對工業(yè)熱電阻檢定步驟進行明確,做好風險分析預防工作,采取有效措施來減少和杜絕偏差,以此來保證檢定結果真實有效。