溫度顯示儀的校準(zhǔn)前準(zhǔn)備
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標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備選擇
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選用高精度的溫度標(biāo)準(zhǔn)源作為校準(zhǔn)的基準(zhǔn),其不確定度應(yīng)優(yōu)于被校準(zhǔn)溫度顯示儀不確定度的 1/3。例如,如果溫度顯示儀的不確定度為 ±1℃,則溫度標(biāo)準(zhǔn)源的不確定度應(yīng)優(yōu)于 ±0.3℃。
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根據(jù)溫度顯示儀的輸入類型(如熱電偶、熱電阻等),準(zhǔn)備相應(yīng)的連接導(dǎo)線和轉(zhuǎn)換接口,確保連接可靠,信號傳輸準(zhǔn)確。
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環(huán)境條件檢查
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校準(zhǔn)環(huán)境溫度應(yīng)保持在(20±5)℃,相對濕度在 45% - 75% 為宜。
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環(huán)境應(yīng)無強電磁場干擾、無振動,避免陽光直射和空氣對流,以防止對校準(zhǔn)結(jié)果產(chǎn)生影響。
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被校溫度顯示儀檢查
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檢查溫度顯示儀的外觀,顯示屏應(yīng)清晰完整,無缺劃、漏顯等現(xiàn)象,外殼無破損、變形。
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檢查各按鍵、旋鈕操作是否靈活,功能是否正常,連接端子是否松動、氧化等。
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紅外線測溫儀的校準(zhǔn)方法主要有比較法
比較法
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準(zhǔn)備工作
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標(biāo)準(zhǔn)溫度計:選取經(jīng)過校準(zhǔn)且精度更高的標(biāo)準(zhǔn)溫度計,如鉑電阻溫度計,作為比對標(biāo)準(zhǔn)。
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穩(wěn)定環(huán)境:選擇溫度穩(wěn)定、無強氣流、無陽光直射的環(huán)境,避免環(huán)境因素對測量結(jié)果的干擾。
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校準(zhǔn)步驟
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同步測量:將紅外線測溫儀和標(biāo)準(zhǔn)溫度計同時對準(zhǔn)同一物體或同一環(huán)境,確保兩者測量的是相同的溫度源。
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記錄數(shù)據(jù):分別記錄紅外線測溫儀和標(biāo)準(zhǔn)溫度計的測量值。
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校準(zhǔn)調(diào)整:對比兩個測量值,根據(jù)差異對紅外線測溫儀進行校準(zhǔn)調(diào)整,如調(diào)整溫度偏差參數(shù)等,使紅外線測溫儀的測量值與標(biāo)準(zhǔn)溫度計的測量值盡量接近。
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溫度變送器的校準(zhǔn)步驟
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連接與預(yù)熱
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將標(biāo)準(zhǔn)溫度計的探頭與溫度變送器的感溫元件一同放入恒溫槽中,保證兩者處于相同溫度環(huán)境且與介質(zhì)充分接觸
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零點校準(zhǔn)
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將恒溫槽溫度設(shè)置為 0℃或變送器測量范圍的下限值,待溫度穩(wěn)定后,觀察變送器的輸出信號是否為對應(yīng)的下限值,如 4mA。
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量程校準(zhǔn)
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將恒溫槽溫度設(shè)置為變送器測量范圍的上限值,待溫度穩(wěn)定后,檢查變送器的輸出信號是否為對應(yīng)的上限值,如 20mA。
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多點校準(zhǔn)
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在變送器的測量范圍內(nèi)均勻選取至少 5 個校準(zhǔn)點,如測量范圍為 0 - 100℃,可選取 0℃、25℃、50℃、75℃、100℃這 5 個點。
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依次將恒溫槽溫度設(shè)置為各校準(zhǔn)點溫度,待溫度穩(wěn)定后,記錄標(biāo)準(zhǔn)溫度計的溫度值和變送器的輸出信號值。
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根據(jù)記錄的數(shù)據(jù),計算變送器在各校準(zhǔn)點的示值誤差,示值誤差 = 變送器輸出信號對應(yīng)的溫度值 - 標(biāo)準(zhǔn)溫度計測量值。
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回程誤差測試
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從測量范圍下限開始,逐步升溫至上限,記錄各校準(zhǔn)點的輸出信號;然后再從上限逐步降溫至下限,同樣記錄各校準(zhǔn)點的輸出信號。
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穩(wěn)定性測試
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將恒溫槽溫度保持在某一校準(zhǔn)點(如 50℃),持續(xù)一段時間(如 1 小時),期間每隔 15 分鐘記錄一次變送器的輸出信號。
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計算輸出信號的較大變化量,其應(yīng)在變送器的穩(wěn)定性指標(biāo)范圍內(nèi),通常穩(wěn)定性要求在 ±0.1% FS / 年以內(nèi)。
工業(yè)鉑熱電阻的校準(zhǔn)步驟
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安裝與連接:將工業(yè)鉑熱電阻和標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn):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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(zhǔn):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(zhǔn),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(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)溫度值相減,得到溫度偏差。
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重復(fù)性測試:對每個校準(zhǔn)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(fù)性應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,通常要求重復(fù)性誤差不超過其允許誤差的 1/3。
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環(huán)境試驗設(shè)備校準(zhǔn)步驟
1.設(shè)備配置與預(yù)平衡
1.將標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計和標(biāo)準(zhǔn)濕度傳感器安裝于設(shè)備工作空間幾何中心及四角位置,傳感器浸入深度≥100mm。
2.連接多通道數(shù)據(jù)采集器,通電預(yù)熱1小時,初始溫度設(shè)定為25℃,濕度設(shè)定為50%RH。
2.校準(zhǔn)點選擇
1.溫度校準(zhǔn)點:選擇量程下限、上限及中間點,高溫區(qū)需按低溫→高溫順序校準(zhǔn)。
2.濕度校準(zhǔn)點:在20℃環(huán)境中選擇(10~85)%RH范圍內(nèi)≥3個點。
3.溫度校準(zhǔn)
1.從低溫至高溫逐點升溫,待溫度波動≤±0.02℃/10min后穩(wěn)定30分鐘,同步采集9個測溫點數(shù)據(jù)(設(shè)備容積≤2m3時)。
2.計算溫度偏差(ΔT=實測均值-設(shè)定值)、均勻度(各點比較大溫差)和波動度(中心點極差/2),允差參考JJF1101-2019指標(biāo)。
4.濕度校準(zhǔn)
1.按低濕→高濕順序校準(zhǔn),穩(wěn)定30分鐘后每2分鐘記錄1次數(shù)據(jù),共15組。
2.計算濕度偏差(ΔH=實測均值-設(shè)定值)、均勻度(各點比較大濕差)和波動度(中心點極差/2),允差≤±3.0%RH(高濕區(qū))。
5.動態(tài)性能驗證
1.執(zhí)行溫度循環(huán)測試,驗證升降溫速率(≥3℃/min)及程序控制穩(wěn)定性。
2.濕度交變測試時,驗證從40%RH→80%RH的響應(yīng)時間≤15分鐘。
6.校準(zhǔn)修正
通過PID參數(shù)調(diào)整補償溫濕度偏差,重測關(guān)鍵點驗證修正效果。
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水浴鍋校準(zhǔn)步驟
1.校準(zhǔn)前準(zhǔn)備
1.確認(rèn)環(huán)境條件:溫度(15~35)℃,相對濕度≤85%,無振動及強氣流干擾。
2.檢查水浴鍋外觀及功能:確保無漏水、溫控器正常、注水液面覆蓋加熱器20mm以上。
3.準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)器:選擇擴展不確定度U≤0.1℃的溫度傳感器(如PT100),時間常數(shù)<15s。
2.傳感器布點
1.有孔結(jié)構(gòu):將溫度傳感器置于每個孔的幾何中心(單孔/多孔對應(yīng)不同布點)。
2.無孔結(jié)構(gòu):在工作區(qū)幾何中心及距內(nèi)壁1/10邊長的左上、右上、右下、左下四點布設(shè)。
3.溫度校準(zhǔn)實施
1.選擇校準(zhǔn)點:使用范圍的上限(如100℃)、下限(如0℃)及中間點(如50℃)。
2.設(shè)定目標(biāo)溫度后穩(wěn)定運行,待溫度波動≤±0.02℃/10min開始記錄。
3.空載狀態(tài)下每2分鐘采集數(shù)據(jù),30分鐘內(nèi)至少記錄15組(多通道同步采集)。
4.數(shù)據(jù)處理與判定
1.溫度偏差:ΔT=實測均值-設(shè)定值,允差±1℃(典型工業(yè)級要求)。
2.溫度波動度:(tmax-tmin)/2,要求≤±0.5℃。
3.溫度均勻度:各點比較大溫差均值,要求≤1℃。
5.校準(zhǔn)后處理
1.調(diào)整PID參數(shù)修正偏差,重新驗證關(guān)鍵校準(zhǔn)點。
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