熱敏電阻測溫儀的校準前準備
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標準器及配套設(shè)備選擇
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選用二等標準鉑電阻溫度計作為標準器,其具有高精度和穩(wěn)定性,不確定度通常優(yōu)于 ±0.05℃,可滿足對熱敏電阻測溫儀校準的精度要求。
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配備高精度的恒溫槽,如油恒溫槽或水恒溫槽,溫度范圍應(yīng)覆蓋熱敏電阻測溫儀的常用測量范圍,溫度波動度應(yīng)在 ±0.01℃以內(nèi),均勻度在 ±0.02℃以內(nèi),確保提供穩(wěn)定且均勻的溫度場。
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準備高精度的數(shù)字多用表或直流電橋,用于測量電阻值,其分辨率應(yīng)達到 0.01Ω,測量誤差不超過 ±0.05%。
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環(huán)境條件檢查
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校準環(huán)境溫度應(yīng)保持在(20±2)℃,以減少環(huán)境溫度對校準結(jié)果的影響,確保校準的準確性。
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相對濕度應(yīng)控制在 40% - 60%,避免濕度過高導致儀器受潮,影響測量精度。
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環(huán)境應(yīng)無強電磁場干擾、無振動,防止對測量信號產(chǎn)生干擾和影響儀器的穩(wěn)定性。
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被校儀器檢查
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檢查熱敏電阻測溫儀的外觀,確保外殼無破損、變形,顯示屏清晰完整,無缺劃、漏顯等問題。
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檢查各按鍵、旋鈕操作是否靈活,功能是否正常,連接導線是否破損、接觸良好。
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查看熱敏電阻探頭是否有損壞、氧化等現(xiàn)象,如有問題應(yīng)及時更換或處理。
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數(shù)字溫度計校準前準備
1. 標準器及配套設(shè)備
1.標準溫度源:選用恒溫槽或干井爐,溫度波動度≤±0.1℃,均勻性≤±0.2℃,確保溫場穩(wěn)定。
2.主標準器:配備二等標準鉑電阻溫度計或高精度數(shù)字溫度計(最大允許誤差≤±0.05℃),用于溯源及實時監(jiān)測標準溫度源實際值。
3.數(shù)據(jù)采集設(shè)備:使用多通道高精度測溫儀(分辨率0.01℃,誤差≤±0.1℃)同步記錄被校數(shù)字溫度計與標準器數(shù)據(jù),校準軟件需支持自動生成誤差曲線。
4.輔助工具:絕緣耐高溫探頭夾具、恒溫槽專業(yè)支架、防靜電鑷子。
2. 環(huán)境條件
1.實驗室溫度穩(wěn)定在(23±3)℃,相對濕度≤65%,避免陽光直射或空調(diào)氣流干擾溫場均勻性。
2.校準區(qū)域需遠離強電磁干擾源,工作臺接地良好,確保信號穩(wěn)定。
3.恒溫槽提前1小時預熱至校準點附近,減少溫度梯度對探頭的影響。
3. 被校儀器檢查
1.外觀與硬件檢查:外殼無破損,探頭無彎曲或絕緣層老化,顯示屏無斷碼,按鍵功能正常。
2.傳感器狀態(tài):開機后自檢無報錯,探頭響應(yīng)時間≤5秒(參考規(guī)格書),低溫段無凝露。
3.功能驗證:在室溫及恒溫槽中測試自動關(guān)機、高低限報警、數(shù)據(jù)存儲/導出功能是否正常。
4.校準模式設(shè)置:禁用自動量程切換,鎖定采樣速率,恢復出廠設(shè)置以排除用戶參數(shù)干擾。
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水浴鍋工作原理流程
(1) 加熱階段
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電能轉(zhuǎn)化為熱能:通電后,加熱元件開始加熱水槽中的水。
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熱量傳遞:水通過熱對流(自然或強制循環(huán))將熱量傳遞給浸入其中的樣品容器(如試管、燒杯)。
(2) 溫度控制與恒溫維持
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溫度檢測:傳感器實時監(jiān)測水溫,并將信號反饋至控制器。
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PID調(diào)節(jié)(比例-積分-微分控制):
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控制器比較實際溫度與設(shè)定溫度,通過調(diào)節(jié)加熱元件的功率(如間歇通電或調(diào)壓)減少溫差。
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例如,當溫度低于設(shè)定值時,持續(xù)加熱;接近設(shè)定值時,降低加熱功率以避免超調(diào)。
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均勻性保障:循環(huán)水泵推動水流,減少局部溫度差異(尤其在大型水浴鍋中)。
(3) 安全保護機制
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超溫保護:雙保險設(shè)計,**溫控開關(guān)在溫度異常升高時切斷電源。
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缺水報警:水位傳感器檢測水量,防止干燒損壞設(shè)備。
數(shù)字溫度計校準步驟
1.設(shè)備連接與預熱
1.將被校數(shù)字溫度計與標準鉑電阻溫度計(如PT100)并列置于恒溫槽中,確保傳感器浸入深度≥100mm。
2.連接數(shù)字溫度計輸出信號至數(shù)據(jù)采集器,通電預熱20分鐘。
2.零點校準
1.設(shè)置恒溫槽至0℃,待溫度波動≤±0.1℃時保持10分鐘。
2.記錄標準溫度值T標與數(shù)字溫度計示值T測,計算零點誤差ΔT=T測-T標。
3.若誤差超差(如±0.3℃),通過校準菜單修正零點參數(shù)。
3.量程校準
1.升溫至量程上限(如150℃),穩(wěn)定后記錄標準值與測量值。
2.調(diào)整量程增益系數(shù),確保上限點誤差≤±0.5%FS。
4.多點校準
1.選取校準點:0℃、50℃、100℃、150℃(量程為0-150℃時)。
2.每點穩(wěn)定后同步記錄數(shù)據(jù),計算線性誤差(要求≤±0.2%FS)。
3.通過多點擬合功能優(yōu)化溫度-電壓特性曲線。
5.回程誤差測試
1.從50℃以1℃/min速率升溫至100℃,記錄各點示值。
2.同速率降溫至50℃,計算同溫度點升/降溫比較大偏差(應(yīng)≤±0.3℃)。
6.穩(wěn)定性驗證
1.在100℃恒溫點持續(xù)運行4小時,每小時記錄1次數(shù)據(jù)。
2.比較大漂移量應(yīng)≤±0.1℃(滿足年穩(wěn)定性≤0.2%FS要求)。
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工業(yè)鉑熱電阻的校準步驟
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安裝與連接:將工業(yè)鉑熱電阻和標準鉑電阻溫度計放入恒溫槽的插口中,確保感溫元件處于恒溫槽的有效工作區(qū)域,且兩者的插入深度一致。
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零點校準:將恒溫槽溫度設(shè)定為 0℃,開啟攪拌裝置,使恒溫槽內(nèi)溫度均勻。待溫度穩(wěn)定后,一般穩(wěn)定時間不少于 15 分鐘,讀取標準鉑電阻溫度計和工業(yè)鉑熱電阻的電阻值。通過調(diào)整測量儀器的零點或工業(yè)鉑熱電阻的調(diào)整機構(gòu),使工業(yè)鉑熱電阻在 0℃時的電阻值符合標稱值,即 R0 值,對于 Pt100 型鉑熱電阻,R0 應(yīng)為 100.00Ω。
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多點校準:在工業(yè)鉑熱電阻的測量范圍內(nèi),均勻選取至少 3 個溫度點進行校準,如對于測量范圍為 - 50℃ - 150℃的鉑熱電阻,可選取 - 25℃、50℃、100℃三個溫度點。
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偏差計算:根據(jù)各校準點的測量數(shù)據(jù),計算工業(yè)鉑熱電阻在各點的溫度偏差。首先根據(jù)工業(yè)鉑熱電阻的電阻值,通過其分度公式或分度表計算出對應(yīng)的溫度值,然后與標準溫度值相減,得到溫度偏差。
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重復性測試:對每個校準點進行多次測量,一般不少于 3 次,計算每次測量的溫度偏差,觀察偏差的變化情況。重復性應(yīng)滿足相關(guān)標準要求,通常要求重復性誤差不超過其允許誤差的 1/3。
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工作用輻射溫度計**結(jié)構(gòu)與工作流程
(1) 光學系統(tǒng)
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紅外透鏡/反射鏡:聚焦目標物體發(fā)出的紅外輻射至探測器。透鏡材料需透紅外光(如鍺、硒化鋅),避免普通玻璃對紅外線的吸收。
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視場角與距離系數(shù)(D:S):決定測量區(qū)域大小,例如D:S=12:1表示在12cm距離下測量1cm直徑區(qū)域。
(2) 探測器
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熱電堆(Thermopile):利用溫差電效應(yīng)將紅外輻射轉(zhuǎn)換為電壓信號,無需制冷,成本低(常用類型)。
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光電導型探測器(如InGaAs、HgCdTe):對特定波長敏感,需制冷以提高靈敏度,用于高精度場合。
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熱釋電探測器:響應(yīng)速度快,適合動態(tài)測溫。
(3) 信號處理與溫度計算
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信號放大與濾波:探測器輸出的微弱電信號經(jīng)放大和濾波(抑制環(huán)境干擾)。
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發(fā)射率(ε)校正:實際物體非理想黑體(ε<1),需根據(jù)材料設(shè)置發(fā)射率(如拋光金屬ε≈0.1,氧化金屬ε≈0.8,人體皮膚ε≈0.98)。
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溫度反演算法:通過斯特藩-玻爾茲曼公式或分波長亮度法計算溫度值。
(4) 顯示與輸出
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溫度顯示:LCD屏幕直接顯示溫度值(℃/℉可切換)。
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數(shù)據(jù)接口:RS-232、USB或無線傳輸至計算機或PLC系統(tǒng)。
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