热电偶群控自动检定装置RKT 3000C 产品中心 北京中航瑞科科技有限...
[摘 要]热电偶是工业上最常用的测温传感器，为保证热电偶使用过程中测温性能的准确性，必须对其进行周期性检定。以往热电偶检定方法中使用的设备繁杂，操作复杂，同时还需要人值守，非常的不方便，基于以上原因，本文设计出一款操作简单、精度高、可无人值守的热电偶检定系统。
[关键词]热电偶；检定装置；自动化；设计
中图分类号：TH811 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0010-01
1 概述
热电偶是工业上最常用的测温传感器，由于热电偶在工作时，是直接与被测环境或者被测物体相接触，没有使用其它任何中间介质，故其感温快速，准确，测量精度高。当热电偶使用特殊金属制作时，可以得到很大的测温范围，还有便是热电偶通常使用两种或者多种不同的金属丝组成，构造通常比较简单，外形不受大小和形状的影响，使用时非常方便。热电偶在长期使用过程中，其热电特性会发生变化，进而导致其指示的温度值失真，造成测温误差逐渐增大。故为了保证测温的准确性，必须根据国家检定规程和校准规范定期检定热电偶，依此确定其测量误差，从而判定被检热电偶是否可以继续使用，若误差大小符合相关检定规程，则给出其修正值，否则视为不合格。
2 以往热电偶自动化检定装置的问题
以往对热电偶的检定主要靠人工操作来完成，根据检定人员在长期工作中所得的经验将温度逐个的控制在检定点上，然后再尽量将其保持在一个恒定的温度点，然后对其加以检定。在检定的过程中，操作员不仅仅要记录每次热电偶检测的数据，而且还要对热电偶进行手动切换，所以这种人工检定的方法很难保证达到稳定时的检测精度，况且在操作人员进行手动操作时，很难避免手动所带来的延时，这就导致测温精度不够高，以及存在一些不必要的人为因素，这样难保证热电偶检定规程中所规定的技术要求。
3 热电偶自动化检定装置总体设计
对热电偶进行检定，其工作过程大致由两部分构成，即控温过程、数据采集及处理过程。检定依照的都是比较校验的方法，热电偶自动化检定装置如图1，二等标准热电偶作为标准器，温场由检定炉提供，数字万用表作为测量部分，将采集的数据传入微型计算机，在微型计算机界面上通过编程来对比标准与被校的差别。按不同热电偶的检定规程要求设定检定点温度，利用专业软件通过串口将需要检定的各检定点温度及对应的控温参数依次送给智能调节器，利用智能调节器的输出来控制固态继电器的导通与关断，进而来实现检定炉升温、恒温的自动控制，同时计算机定时监视智能调节器上的测温显示，当计算机监测到控温智能调节器上温度显示值到达或接近设定温度，并且每分钟温度变化满足检定要求时，马上起动扫描开关和数字万用表对标准热电偶进行监控，一旦满足检定规程要求即炉温偏离检定点温度不大于5℃且每分钟变化不超过0.2℃时，就将标准和被检偶的数据读入计算机进行计算、处理、保存。待所有检定点都检定完成之后，可以将测量的原始数据和计算结果及最后结论以表格形式打印输出。
数字万用表是整个热电偶检定系统中核心的部件之一，主要负责把标准偶或者被检偶所得的模拟信号转变为计算机可以识别的数字信号，并将转换值通过串行端口RS-232传送给微型计算机。根据本系统各性能技术要求，所选择的多功能数字多用表的测量精度要有6位半以上，能够实现对不同种类信号的测量，且对它的切换是通过微型计算机与数字万用表串行通信来实现，这样才能使微型计算机远程控制数字万用表实现多量程间的切换及读取测量数据的工作。
4 热电偶自动化检定装置的工作流程
热电偶自动化检定装置的工作流程：首先微型计算机对智能调节器的设定值进行远程控制，进而来控制固态继电器的通断，实现对炉温的控制，当检测到炉温达到了被检热电偶的检定点温度时，通过软件编程来对炉内温度的变化值稳定与否给出判断。若炉膛温度值不够稳定时，则继续保持这个温度点，直到其达到稳定为止。若炉膛温度已经稳定，则开始热电偶的检定，微型计算机输出数字量信号控制多路切换开关顺序切换信号通道，同时通过串行通信口数字万用表发送命令，由数字万用表顺序读取标准偶及各被检偶的电压信號，然后通过通信端口传入计算机，并且在界面上给予显示，同时对数据进行相应处理，把所处理的数据通过调用VB中的excel数据表，存入其中。接着继续升温，到下一个检定点，不断重复上述的操作，直到把所有的检定点都检定完，最后再调用word，将所得的结果及被检热电偶的具体信息作为书签插入其中，这样就完成了整个检定的流程，检定完之后需断开主回路开关。
5 结语
本文所论述的热电偶自动化检定装置在技术要求和性能指标方面都满足国家热电偶检定规程要求。系统可同时检定多支热电偶，对工业中使用的热电偶可实现自动检定，这对实现热电偶的检定降低成本、提高热电偶的检定效率有很大的帮助。
由于大部分工业热电偶的测量都是在工业现场使用，所以对其进行检定需要将其取下来送到相关部门进行检定，这不仅需要花费一定的时间，而且工作效率也较低。与此同时，热电偶在实际的工业现场会受到现场环境的影响，导致其热电特性发生了变化，所以，热电偶自动化检定装置在现场实现热电偶在线检定工作是将来的工作趋势。
参考文献
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作者简介
李天宇，男，1986年11月，江阴市计量测试检定所，助理工程师，温度计量。
