工業熱電阻檢定中產生偏差的原因

摘要:在科技快速發展的當前背景下，工業熱電阻在各領域中也獲得了更大的發展空間,同時工業熱電阻自身雖然具有運行性能高、結構簡便易于運維等優勢,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工業熱電阻的相關概述
1.1工業熱電阻的概念
      工業熱電阻實質上是一種溫度測量的傳感設備, -般情況下，工業熱電阻會與溫度的變送裝置、調節裝置及顯示裝置共同組成實際生產過程中的溫度控制及測量系統,以保障實際生產的安全性。
在工業熱電阻中，其主要是測量物質在受到外界及內部溫度的影響而產生的電阻變化率,同時隨著工業熱電阻被廣泛應用在不同的生產活動中，其也衍生出了多種不同外觀及種類,但這些工業熱電阻的基本功能與結構依然沒有特別大的變化。
1. 2工業熱電阻的工作原理分析
      工業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生的電阻變化情況,而在工業熱電阻的實際運行過程中，物質電阻的變化會由工業熱電阻中的儀表表現出來。不僅如此,工業熱電阻對與運行環境也有著較高的要求,環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，工業熱電阻在實際檢定過程中所體現出的偏差性也應與其運行環境具有直接的關系。
1. 3工業熱電阻的特點
      工業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，工業熱電阻結果較為簡單且穩固，因此適用于不同種類的工業生產所要求溫度測量;第四,工業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，并具有較強的穩定性與可靠性。
1.4工業熱電阻的主要結構
      現階段常見的工業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熱電阻內部結構也存在著-定的差異性,具體而言,鎧裝工業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工業熱電阻的檢定方式
2.1電位差計檢定方式
      在現階段的工業生產過程中,工業熱電阻被大量應用在中低溫測量及統-控制環節,以此從根本上保障其在運行期間的穩定性及可靠性,對其進行不同方式的檢定也成為相關工業企業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境中所出現電阻系數變化。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的磨損與氧化等問題，檢定成本過大。
3工業熱電阻檢定中產生偏差的原因及控制
      工業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境要求較高,而且測量方式復雜,檢定過程容易出現誤差。
3.1水三相點瓶使用偏差
      水三相點瓶在工業熱電阻運行中發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,將必要的預冷環節忽略。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,從而杜絕傳熱現象引發的測量偏差;=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熱電阻檢定結果的正確性產生影響,嚴重的甚至可能引發安全事故。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℃的環境下放置30min,待其穩定后再投入使用，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字.多用表,但是在這種情況下，很容易出現因為電測設備操作不當引發的測量偏差。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,由系統自主確定,但是這樣的方式可能造成讀數延遲，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;二是沒有做好數字多用表調節。在對熱電阻阻值進行測量時,需要通過一定電流,檢定環節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,引發測量偏差問題。因此,在工業熱電阻檢定環節,如果使用的是數字多用表,應該將其調節到低電流檔。考慮內容熱效應引發的測量偏差大小會受到流經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提升工業熱電阻檢定有效性的方式
      為從根本上提升工業熱電阻檢定有效性,現階段相關管理部門也要從緊抓人員專業技能及職業素養入手，注重在人員群體中強調規范化操作的重要性,積極開展關于檢定工業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熱電阻檢定相關規則，建立健全檢定工作的管理機制。不僅如此,對于工業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,并在保證工業熱電阻運行穩定性的基礎上，提升其檢定過程中的正確性。
5結論
      工業熱電阻檢定中,可能出現檢定結果偏差的問題,對偏差產生的原因進行分析,主要是工作人員的操作缺乏規范性。基于此,應該對工業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。