工业热电阻检定中产生偏差的原因

摘要:在科技快速发展的当前背景下，工业热电阻在各领域中也获得了更大的发展空间,同时工业热电阻自身虽然具有运行性能高、结构简便易于运维等优势,但其检定的效果却一直差强人意,故为从根本上提升工业热电阻自身的运行高效性及实效性,对其检定过程中所出现的偏差进行分析也已成为相关领域工作人员研究的课题之一。
1工业热电阻的相关概述
1.1工业热电阻的概念
      工业热电阻实质上是一种温度测量的传感设备, -般情况下，工业热电阻会与温度的变送装置、调节装置及显示装置共同组成实际生产过程中的温度控制及测量系统,以保障实际生产的安全性。
在工业热电阻中，其主要是测量物质在受到外界及内部温度的影响而产生的电阻变化率,同时随着工业热电阻被广泛应用在不同的生产活动中，其也衍生出了多种不同外观及种类,但这些工业热电阻的基本功能与结构依然没有特别大的变化。
1. 2工业热电阻的工作原理分析
      工业热电阻中热电阻主要就测量物质在受到不同温度影响所产生的电阻变化情况,而在工业热电阻的实际运行过程中，物质电阻的变化会由工业热电阻中的仪表表现出来。不仅如此,工业热电阻对与运行环境也有着较高的要求,环境内部温度应保持在十五至三十五摄氏度之间,湿度也应始终处于百分之八十以下，由此可见，工业热电阻在实际检定过程中所体现出的偏差性也应与其运行环境具有直接的关系。
1. 3工业热电阻的特点
      工业热电阻较之其他温度测量设备而言具有以下几个特点:第一,工业热电阻具有压簧式的结构部件,因此其具有较高的抗振动性能;第二,工业热电阻不同寻常的温度测量角度很大程度上的提升了温度测量结果的正确性;第三，工业热电阻结果较为简单且稳固，因此适用于不同种类的工业生产所要求温度测量;第四,工业热电阻内部结构中所具有的薄膜电阻构件能够大大提升其自身物理性能，并具有较强的稳定性与可靠性。
1.4工业热电阻的主要结构
      现阶段常见的工业热电阻主要由温度传感装置、引线、结构保护管以及接线装置等构件组成,同时不同种类的工业热电阻内部结构也存在着-定的差异性,具体而言,铠装工业热电阻除基本温度传感及测量装置之外，还具有绝缘材料及钢结构套管等;而端面工业热电阻的温度传感装置拥有一层电阻丝,其主要被应用在物体外部的温度测量上。
2工业热电阻的检定方式
2.1电位差计检定方式
      在现阶段的工业生产过程中,工业热电阻被大量应用在中低温测量及统-控制环节,以此从根本上保障其在运行期间的稳定性及可靠性,对其进行不同方式的检定也成为相关工业企业与研究人员必须完成的工作:之一。
      电位差计检定方式主要基于国家及有关部门针对工业热电阻所制定的检定标准,同时其在检定过程中需应用到电位差计装置测量尚未进行检定的物质在不同温度环境中所出现电阻系数变化。同时电位差计检定.方式中,也涉及到了大量辅助型仪器,诸如:电池、电位差计装置、电阻等,因此操作起来过于繁杂。
2.2电桥测量检定方法
      相较于电位差计检定方式而言,电桥测量检定方式主要应用的是测温电桥装置,并通过其他设备的共同配合,从而对工业热电阻在检测物体内部电阻的过程进行直接的测量,同时电桥测量检测的方式对外部运行环境具有较高的标准,且测量方式也略显复杂,因此非常容易在检定过程中出现误差。不仅如此,电桥测量装置在实际运行过程中也极易出现的磨损与氧化等问题，检定成本过大。
3工业热电阻检定中产生偏差的原因及控制
      工业热电阻的检定方法有两种,一是电位差计检定,主要是基于国家相关标准，利用电位差计来对尚未检定物质在不同温度条件下的电阻系数变化进行测量,在检定过程中不仅需要用到电位差计，还需要大量的辅助设施,包括电阻、电池、导线等,操作相对繁琐;二是电桥测量检定,主要是运用测温电桥装置与其他设备的配合,针对工业热电阻检测物体内部电阻的过程进行测量,这种检定方式对于外部环境要求较高,而且测量方式复杂,检定过程容易出现误差。
3.1水三相点瓶使用偏差
      水三相点瓶在工业热电阻运行中发挥出的主要作用是保温,在对特殊种类金属的温度进行检定时通常会用到，例如,在《工业铂、铜热电阻》(JJG229- 2010)中,明确提出，应该利用水三相点瓶及其保温容器进行标准铂电阻温度计电阻值的测定,水三相点瓶对于工业热电阻后期测量结果存在直接影响，如果其无法正常运行，还可能会导致工业热电阻的运行风险。基于此,需要技术人员重视水三相点瓶的使用，而一旦操作失误,就可能导致工业热电阻的检定偏差:一是在水三相点瓶中放入标准铂电阻温度计之前,将必要的预冷环节忽略。实际上，在对水三相点瓶进行操作前,要求检测人员必须预先将标准铂电阻温度计放入到相应的制冷恒温槽中,做好必要的预冷处理工作,等到温度计显示数值与水三相点瓶一致,或者两者之间的误差不超过0.01℃时,才能进行测量,分析原因，主要是在利用热电阻进行温度测量的过程中，必然伴随着-定的热量交换,容易引发传热误差,通过对温度计的预冷处理,能够避免将外界温度代入瓶中,从而杜绝传热现象引发的测量偏差;=是在水三相点瓶完成冻制后,立即投入使用。实际上,刚刚冻制好的水三相点瓶三相点温度偏低,冻制过程较大的过冷度会导致冰晶尺寸偏小，容易产生较大的应力,如果立即将其应用到温，度测量中，过于强烈的内外温差不仅会对工业热电阻检定结果的正确性产生影响,严重的甚至可能引发安全事故。因此,正确的操作应该在将冻制好的水三相点瓶于接近0.01℃的环境下放置30min,待其稳定后再投入使用，这样能够确保冰晶尺寸合理,消除应力作用,从而保证测量结果正确可靠。
3.2电测设备使用偏差
      结合《工业铂、铜热电阻》(JJG229-2010)分析,对于A级乃至AA级电阻的检定,必须采用0.005级或者更高等级的电测设备。在不断的发展过程.中,很多市级计量部门开始将原本的电测设备更换为了对应等级的数字.多用表,但是在这种情况下，很容易出现因为电测设备操作不当引发的测量偏差。具体来讲，一是没有做好量程选择工作。合理的量程对于测量.检定工作有着非常重要的作用，如果量程选择偏高,则会对测量正确性产生影响,如果量程选择偏低,可能导致测量结果超出量程范围,无法直观显示出来。而在实际操作中,也可以设定为自动量程,由系统自主确定,但是这样的方式可能造成读数延迟，测量时间间隔难以得到有效保障。因此,对于技术人员而言,检定过程中必须依照实际情况，对量程进行合理选择;二是没有做好数字多用表调节。在对热电阻阻值进行测量时,需要通过一定电流,检定环节通常要求通过热电阻的电流不超过1mA,之所以如此,主要是因为当电流从热电阻中通过时,会在其感温元件及引线上产生焦耳热,继而形成相应的温度梯度,受这种内部热效应影响,电阻的温度会逐渐身高,引发测量偏差问题。因此,在工业热电阻检定环节,如果使用的是数字多用表,应该将其调节到低电流档。考虑内容热效应引发的测量偏差大小会受到流经热电阻电流大小的影响，不能一概而论,为了保证检定结果正确可靠,采用两支工业铂热电阻,在0℃进行实验,保持其他试验条件不变,仅仅增加通过铂热电阻的电流值。
      虽然通过增加流经铂热电阻电流的方式，能够提升测量的灵敏度,不过电流越大,电阻内部热效应也越大,测量偏差值同样会随之增大。当电流达到5mA时, 1号铂热电阻的测量值如果换算成温度,较上级计量部门的检定结果高出约0.03℃, 2号铂热电阻测量值在换算成温度后,较检定结果高出0.04℃.因此,在工业热电阻检定中,应该对电流进行控制,在保证测量灵敏度的情况下，尽可能减小自热效应。
4提升工业热电阻检定有效性的方式
      为从根本上提升工业热电阻检定有效性,现阶段相关管理部门也要从紧抓人员专业技能及职业素养入手，注重在人员群体中强调规范化操作的重要性,积极开展关于检定工业热电阻新技术的相关技能培训活动,基于国家及有关部门所颁布的工业热电阻检定相关规则，建立健全检定工作的管理机制。不仅如此,对于工业热电阻检定偏差的原因进行及时的分析,从而制定出解诀此类问题的对策,并在保证工业热电阻运行稳定性的基础上，提升其检定过程中的正确性。
5结论
      工业热电阻检定中,可能出现检定结果偏差的问题,对偏差产生的原因进行分析,主要是工作人员的操作缺乏规范性。基于此,应该对工业热电阻检定步骤进行明确,做好风险分析预防工作,采取有效措施来减少和杜绝偏差,以此来保证检定结果真实有效。