Hiệu chuẩn cặp nhiệt điện chuẩn loại B,R,S

 

1 Phạm vi áp dụng Hiệu chuẩn cặp nhiệt điện chuẩn loại B,R,S

Văn bản kỹ thuật này quy định quy trình hiệu chuẩn cặp nhiệt điên chuẩn kim loại quí (loại B, R, S) có phạm vi đo từ (0 -^1600) °C bằng phương pháp so sánh phù hợp vói các định nghĩa của thang nhiệt độ quốc tế 1990 (ITS-90).

Quy trình này không áp dụng để hiệu chuẩn các loại cặp nhiệt điện khác.

2  Các phép Hiệu chuẩn cặp nhiệt điện chuẩn loại B,R,S

Phải lần lượt tiến hành các phép Hiệu chuẩn cặp nhiệt điện chuẩn loại B,R,S ghi trong bảng sau:

TT	Tên phép hiệu chuẩn	Theo điều mục của QTHC
1	Kiểm tra bên ngoài	5.1
2	Kiểm tra độ không đổng nhất	5.3
3	Kiểm tra đo lường	5.4
4	Tính toán kết quả đo	5.5
5	Tính toán độ không đảm bảo đo	5.6

3  Phương tiên Hiệu chuẩn cặp nhiệt điện chuẩn loại B,R,S

3.1  Phương tiện Hiệu chuẩn cặp nhiệt điện chuẩn loại B,R,S

3.1.1 Cặp nhiệt điên chuẩn

-  Phạm vi đo nhiệt độ : (0 - 1600) °C;

-  Độ không đảm bảo đo: (0,3 - 2,0) °C.

3.1.2  Bình điểm 0 °C

-  Độ không đảm bảo đo không vượt quá: 0,05 °C;

-  Tâm bình đảm bảo chiều sâu nhúng : (12 - 20) cm.

3.1.3  Lò hiệu chuẩn nằm ngang

-  Dải nhiệt độ làm việc: (50 - 1100) ^oC hoặc 1600 °C;

-  Độ không ổn định không vượt quá : ± 0,2 °C;

-  Độ không đổng đều không vượt quá : ± 0,3 °C;

-  Tâm lò đảm bảo chiều sâu nhúng: (25-30) cm.

3.1.4  Phương tiện đo điện áp

- Phạm vi đo: (0 -100) mV;

- Độ phân giải: 0,1 µV ;

-  Độ không đảm bảo đo không vượt quá : ± 30 ppm giá trị đo.

3.2  Phương tiên phụ

3.2.1        Thiết bị ủ cặp nhiệt điện bằng dòng điện xoay chiều (220 V - 20 A).

3.2.2        Pyrômét quang học để đo nhiệt độ khi ủ cặp nhiệt điện bằng dòng điện.

3.2.3        Thiết bị hàn chuyên dụng để hàn đầu đo của cặp nhiệt điện.

3.2.4        Các thiết bị gá lắp chuyên dụng.

3.2.5        Dụng cụ và hóa chất làm sạch dây cặp nhiệt điện:

-  Axêtôn hoặc cổn tuyệt đối;

- Găng tay sợi, nilông;

-  Kìm má phẳng, bút đánh dấu, gen nhựa.

4 Điều kiên Hiệu chuẩn cặp nhiệt điện chuẩn loại B,R,S

Khi tiến hành hiệu chuẩn phải đảm bảo các điều kiện sau đây:

- Nhiệt độ: (23 ± 2 ) °C;

-  Độ ẩm không vượt quá : 50% RH.

5 Tiến hành Hiệu chuẩn cặp nhiệt điện chuẩn loại B,R,S

5.1 Kiểm tra bên ngoài

Phải kiểm tra bên ngoài theo các yêu cầu sau đây:

- Cặp nhiệt điên cần hiệu chuẩn phải có đầy đủ nhãn, mác, noi chế tạo, hoặc tài liêu kèm theo trong đó ghi rõ đặc trưng kỹ thuật như: loại cặp nhiệt điện, phạm vi đo, cấp chính xác;

- Các dây của cặp nhiệt điện không được xoắn, gãy gập, đứt.

5.2  Chuẩn bị Hiệu chuẩn cặp nhiệt điện chuẩn loại B,R,S

5.2.1  Chuẩn bị dây cặp nhiệt điện cần hiệu chuẩn

5. 2.1.1 Đánh dấu các cực tính rồi tháo dây cặp nhiệt điện ra khỏi vỏ và ống sứ cách điện.

5. 2.1.2 Nắn thẳng dây cặp nhiệt điện bằng kìm má phẳng, rồi dùng giấy mềm có thấm axêtôn hoặc cồn làm sạch dây.

5.2.2 Tôi ủ cặp nhiệt điện bằng dồng điện

5. 2.2.1 Lắp đặt dây cặp nhiệt điện vào thiết bị ủ cặp nhiệt bằng dòng điện đứng theo yêu cầu.

5. 2.2.2 Bật nguồn của thiết bị ủ dòng, tăng từ từ điện áp cấp sao cho nhiệt độ trên dây cặp nhiệt điện đo được bằng pyromet quang học đạt khoảng 1450 ^oC. Giữ ủ tại nhiệt độ này trong khoảng 30 phứt đến 1 giờ. Sau đó giảm dần điện áp về 0 V, tắt nguồn điện và để cặp nhiệt điện nguội tự nhiên đến nhiệt độ phòng.

5. 2.2.3 Khi dây cặp nhiệt điện đạt nhiệt độ phòng, tháo dây ra khỏi thiết bị ủ và luồn vào ống sứ cách điện đứng vói trạng thái ban đầu, chứ ý cực tính của cặp nhiệt điện trùng vói dấu đánh trên ống sứ cách điện.

5.2.3 Tôi ủ cặp nhiệt điện bằng lồ nhiệt

5.2.3.1  Gắn kết đầu đo cặp nhiệt điện cần hiệu chuẩn vói cặp nhiệt điện chuẩn bằng dây platin, hoặc bằng khối platin cân bằng nhiệt, hoặc hàn vói nhau bằng thiết bị chuyên dụng thành một bộ. Đưa đầu đo của bộ cặp này vào tâm lò hiệu chuẩn.

5.2.3.2  Nối liên kết đảm bảo tính dẫn điện giữa đầu tự do các cặp nhiệt điện vói các dây dẫn đồng (đường kính 0,5 mm + 0,8 mm), và lắp đặt chứng vào bình điểm 0 °C theo đứng yêu cầu, còn các đầu dây đồng kia được nối đứng cực tính vói phưong tiện đo điện áp.

5.2.3.3  Tiến hành ủ nhiệt cặp nhiệt điên bằng cách tăng dần nhiệt độ lò đạt khoảng (1060 + 1100) °C, giữ ở nhiệt độ này trong 1 giò. Sau đó tắt điện cấp cho lò, để cặp nhiệt điện nguội tự nhiên xuống nhiệt độ phòng.

5.3 Kiểm tra độ không đồng nhất

- Tăng dần và giữ ổn định nhiệt độ của lò hiệu chuẩn đạt khoảng 1100 °C. Tăng chiều sâu nhúng của bộ cặp nhiệt điện 5,1 cm so vói chiều sâu nhúng định mức. Giữ ổn định nhiệt độ 15 phút, đo giá trị sức nhiệt điện động của cặp nhiệt điện chuẩn E_C và sức nhiệt điện động của cặp nhiệt điện cần hiệu chuẩn E_K, mỗi cặp giá trị được đo 5 lần, sau đó dựa vào giấy chứng nhân hiệu chuẩn và các bảng tiêu chuẩn(ứng từng loại cặp nhiệt điện) ưóc tính quy ra giá trị nhiệt độ trung bình tci, tKi.

-  Giảm chiều sâu nhúng bộ cặp nhiệt điện khoảng 7,6 cm so vói chiều sâu nhúng định mức, giữ ổn định nhiệt độ 15 phút, đo giá trị sức nhiệt điện động của cặp nhiệt điện chuẩn E_C và sức nhiệt điện động của cặp nhiệt điện cần hiệu chuẩn E_K, mỗi cặp giá trị được đo 5 lần, sau đó ưóc tính quy ra giá trị nhiệt độ trung bình tc2, tK2 .

-  Tính độ không đổng nhất

5.3.4.1  Độ đổng nhất được xác định theo công thức:

∆t= ∆t_K - ∆t_C

Trong đó: ∆t_c = tci - tc2 và ∆t_K = tKi - tK2 .

5.3.4.2  Xử lý kết quả xác định độ đổng nhất

-  Độ không đổng nhất phải thoả mãn yêu cầu : ∆t < 0,5 °C;

-  Nếu thỏa mãn, tiến hành hiệu chuẩn tiếp;

-  Nếu không thoả mãn, phải tiến hành ủ lại theo mục 5. 2.2 và 5.2.3 mà At vẫn không đạt yêu cầu trên thì cặp nhiệt điện bị loại.

5.4 Kiểm tra đo lường

Cặp nhiệt điện chuẩn loại B, R, S được kiểm tra đo lưòng theo trình tự nội dung, phương pháp và yêu cầu sau đây:

5.4.1   Quy định chung

5.4.1.1  Phương pháp hiệu chuẩn được thực hiện bằng cách so sánh trong lò hiệu chuẩn nằm ngang cặp nhiệt điện cần hiệu chuẩn vói cặp nhiệt điện chuẩn (có các đầu tự do được duy trì ở 0°C), nhằm xác định hàm sai lệch D(t) của cặp nhiệt điện cần hiệu chuẩn so vói hàm tiêu chuẩn E_TC(t) tương ứng. Hàm sai lệch này được xác định theo công thức:

5.4.1.2  Nội dung của phép kiểm tra đo luờng là xác lập bảng quan hệ sức nhiệt điện động theo nhiệt độ cho cặp nhiệt điện cần hiệu chuẩn dựa trên biểu thức:

^EK^(t) = ^ETC^(t) + D^(t)

5.4.1.3  Số điểm kiểm tra (m) là các điểm nhiệt độ cách đều nhau từ điểm thấp nhất đến điểm cao nhất trong dải nhiệt độ cần hiệu chuẩn và không ít hơn 8 điểm.

5.4.1.4  Số lần đo (n) tại mỗi điểm nhiệt độ hiệu chuẩn đối vói cặp nhiệt điện chuẩn và cặp nhiệt điện cần hiệu chuẩn không ít hơn 5 lần.

5.4.2        Tiến hành đo

5.4.2.1 Đặt nhiệt độ lò hiệu chuẩn ứng vói nhiệt độ kiểm tra thấp nhất, khi đạt nhiệt độ này duy trì và giữ ổn định khoảng 30 phút. Tiến hành đo và ghi giá trị sức nhiệt điện động của các cặp nhiệt điện bằng ph-ơng tiện đo điện áp. Trình tự đo theo thứ tự:

Cặp nhiệt điện chuẩn ^ Cặp nhiệt điện cần hiệu chuẩn ^ Cặp nhiệt điện chuẩn ^ Cặp nhiệt điện cần hiệu chuẩn ^ . . .

Số lần đo theo quy định tại mục 5.4.1.4.

5.4.2.2  Lần luợt tiến hành đo tại các điểm hiệu chuẩn tiếp theo cho đến điểm hiệu chuẩn cuối cùng. Trình tự và cách đo lặp lại nhu mục 5.4.2.1.

5.5   Tính toán kết quả đo

5.5.1   Tính giá trị trung bình sức nhiệt điện động của cặp nhiệt điện chuẩn E_C(tj) và cặp nhiệt điện cần hiệu chuẩn E_K(tj) tại các điểm nhiệt độ hiệu chuẩn theo công thức sau:

Trong đó:

n : số lần đo tại mỗi điểm cần hiệu chuẩn;

Ei giá trị sức điện động của cặp nhiệt điện chuẩn hoặc của cặp nhiệt điện cần hiệu chuẩn đo được tại mỗi điểm nhiệt độ hiệu chuẩn, [µV].

5.5.2 Từ các giá trị sức nhiệt điện động trung bình E_C(t_i), dựa theo giấy chứng nhân hiệu chuẩn của cặp nhiệt điện chuẩn tính nhiệt độ "thực" tại các điểm nhiệt độ hiệu chuẩn.

5.5.3  Dựa trên giá trị nhiệt độ “thực” tính được ở trên, tính sức nhiệt điện động tiêu chuẩn E_TC(tị) của cặp nhiệt điện cần hiệu chuẩn nội suy từ bảng sức nhiệt điện tiêu chuẩn (theo thang nhiệt độ ITS - 90) tương ứng vói từng loại cặp nhiệt điện cần hiệu chuẩn (loại B, R, hoặc S).

5.5.4  Tính độ lệch giữa sức nhiệt điện động đo được của cặp nhiệt điện cần hiệu chuẩn so vói bảng tiêu chuẩn tại các điểm nhiệt độ hiệu chuẩn, và lâp hệ phương trình:

5.6   Tính độ không đảm bảo đo

5.6.1Độ không đảm bảo đo của việc xác định nhiệt độ hiệu chuẩn bằng cặp nhiệt điện chuẩn

5.6.1.1  Độ không đảm bảo đo các thành phần

-  Độ không đảm bảo đo của cặp nhiệt điên chuẩn : u_C1 (loại B);

-  Độ không đảm bảo đo của phương tiện đo điện áp theo giấy chứng nhân: u_C2 (loại B);

-   Độ không đảm bảo đo do giói hạn phân giải của phương tiện đo điện áp : u_C3 (loại B);

-    Độ không đảm bảo đo do tiếp xúc của bộ chuyển mạch: u_C4 (loại B);

-    Độ không đảm bảo đo do dây dẫn từ đầu tự do đến bộ chuyển mạch: u_C5 (loại B);

-     Độ không đảm bảo đo của điểm nhiệt độ 0°C duy trì đầu tự do: u_C6 (loại B);

-     Độ không đảm bảo đo do độ tản mạn phép đo tại các điểm hiệu chuẩn: u_C7 (loại A).

-      Độ không đảm đo đo tổng hợp

5.6.2 Đô không đảm bảo đo của việc xác định sức nhiệt điện đông của cặp nhiệt điên cần hiệu chuẩn

5.6.2.1  Độ không đảm bảo đo các thành phần

-  Độ không đảm bảo đo do độ không đổng nhất của cặp nhiệt điện: u_K1 (loại B);

-   Độ không đảm bảo đo của phương tiện đo điện áp theo giấy chứng nhân: u_K2 (loại B);

-    Độ không đảm bảo đo do giói hạn phân giải của phương tiện đo điện áp: u_K3 (loại B);

-    Độ không đảm bảo đo do tiếp xúc của bộ chuyển mạch: u_K4 (loại B);

-    Độ không đảm bảo đo do dây dẫn từ đầu tự do đến bộ chuyển mạch: u_K5 (loại B);

-    Độ không đảm bảo đo của điểm nhiệt độ 0 °C duy trì đầu tự do: u_K6 (loại B);

-    Độ không đảm bảo đo do phân bố nhiệt độ của lò hiệu chuẩn: u_K7 (loại B);

-    Độ không đảm bảo đo do độ tản mạn phép đo tại các điểm hiệu chuẩn: u_K8 (loại A);

-     Độ không đảm bảo đo do làm khóp hàm số nội suy: u_K9 (loại A).

5.6.2.2  Độ không đảm bảo đo tổng hợp