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    溫度傳感器實際校準要考慮的11個重要信息

    來源:上海自動化儀表有限公司作者:發表時間:2019-12-30 14:55:53

          在介紹校準溫度傳感器時要考慮的各種問題之前,讓我們先看一下一般的原理。首先,由于溫度傳感器測量溫度,因此您需要具有已知溫度才能將溫度傳感器浸入水中以進行校準。不可能“模擬”溫度,但是  必須使用溫度源創建實際溫度 。
          您可以生成準確的溫度,也可以使用校準的參考傳感器來測量生成的溫度。例如,您可以將參考傳感器和要校準的溫度傳感器插入液?。ㄗ詈檬菙嚢璧模┲?,然后可以在該溫度點進行校準??商娲?,可以使用所謂的干塊溫度源。例如,使用攪拌式冰浴可在0°C(32°F)點校準時提供非常好的精度。對于工業和專業校準,通常使用恒溫槽或干燥塊??梢詫λ鼈冞M行編程,以將溫度加熱或冷卻到某個設定點。在某些工業應用中,通常的做法是定期更換溫度傳感器,而不是定期校準溫度傳感器。
     
     
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    讓我們開始深入研究溫度傳感器實際校準要考慮的11個重要信息:
    1-處理溫度傳感器
          不同的溫度傳感器具有不同的機械結構和不同的機械強度。在溫度實驗室中用作參考傳感器的最精確的SPRT(標準鉑電阻溫度計)溫度傳感器非常脆弱。我們的溫度校準實驗室人員說,如果SPRT接觸到東西,以便您可以聽到任何聲音,則必須在進一步使用之前檢查溫度傳感器。幸運的是,大多數工業溫度傳感器都堅固耐用,并且在正常處理下仍可幸免。有一些工業溫度傳感器非常堅固耐用,因此可以承受相當粗暴的處理。但是,如果您不確定應該校準的溫度傳感器的結構,最好還是安全一點。像處理SPRT一樣處理任何溫度傳感器都沒有錯,除了機械沖擊之外,溫度的非??焖俚淖兓赡軙枞p壞溫度傳感器或影響精度。 
    2-準備
          通常沒有很多準備工作,但是需要考慮一些事項。首先,進行目視檢查,以確保溫度傳感器看起來還不錯,并確保它沒有彎曲或損壞,并且導線看起來還不錯。外部污染可能是一個問題,因此最好知道溫度傳感器的使用位置以及所測量的介質類型。校準之前,您可能需要清潔溫度傳感器,特別是如果您打算使用液體浴進行校準??梢栽谛手皽y量RTD溫度傳感器的絕緣電阻,這是為了確保溫度傳感器沒有損壞并且溫度傳感器與機箱之間的絕緣足夠高。絕緣電阻下降會導致測量錯誤,并表示溫度傳感器損壞。
    3-溫度源
          如前所述,  您需要一個溫度源  來校準溫度傳感器,只是無法模擬溫度。為了工業目的,最常使用溫度干燥塊,它既方便又便攜,通常足夠準確。為了獲得更高的精度要求,可以使用液浴。無論如何,這通常都不容易攜帶,但可以在實驗室條件下使用。對于零攝氏度,通常使用攪拌式冰浴。它非常簡單且價格適中,但零點精度卻很高。為了獲得最準確的溫度,使用了溫度傳感器。這些非常準確,但也很昂貴,這些通常用于準確的(和認可的)溫度校準實驗室。
    4-參考傳感器
          溫度是由上一章中提到的一些熱源產生的。顯然,您需要非常高精度地知道熱源的溫度。干塊和液體浴提供了一個內部參考傳感器,用于測量溫度。但是,為了獲得更準確的結果,您應該使用單獨的精確參考傳感器,該溫度傳感器插入的溫度與要校準的溫度傳感器的溫度相同。這種參考傳感器將更準確地測量要校準的溫度傳感器正在測量的溫度。自然,參考傳感器應具有有效的可追溯校準。將參考傳感器發送出去進行校準比發送整個溫度源要容易得多。
    至于熱力學特性,參考傳感器與要校準的溫度傳感器應盡可能相似,以確保它們在溫度變化時的行為相同。參考傳感器和要校準的溫度傳感器應浸入溫度源的相同深度。通常,所有溫度傳感器都浸入干燥塊的底部。對于非常短的溫度傳感器,由于它們只會將有限的深度浸入溫度源中,因此會變得更加困難,并且您應確保將參考傳感器浸入同樣深的深度。在某些情況下,這需要使用專用的短參考傳感器。使用溫度傳感器,您不需要任何參考傳感器,因為溫度基于物理現象,并且根據其性質非常精確。
    5-測量溫度傳感器的輸出信號
          大多數溫度傳感器的電輸出(電阻或電壓)需要進行測量并轉換為溫度。因此,您需要具有一些用于測量的設備。一些溫度源還提供了溫度傳感器的測量通道,包括被測設備(DUT)和參考。如果測量電輸出,則需要使用國際標準將其轉換為溫度。在大多數工業情況下,您將使用可以為您進行轉換的測量設備,因此您可以方便地以溫度單位(攝氏度或華氏度)查看信號。測量所用的含義,請確保您知道設備的準確性和不確定性,并確保其具有有效的可追溯校準。
    6-浸入深度
          校準溫度傳感器時,浸入深度(將溫度傳感器插入溫度源的深度)是重要的考慮因素之一。我們的溫度校準實驗室人員在使用攪拌式液體浴時給出了以下經驗法則:
          —1%的精度-浸沒5個直徑+感應元件的長度
          —0.01%的精度-浸沒10個直徑+感應元件的長度
          —精度為0.0001%-浸入15個直徑+感應元件的長度
          攪拌液浴中的熱傳導比干法塊中的熱傳導好,并且所需的浸入深度更小。對于干塊,建議使用浸泡15倍于溫度傳感器直徑的長度加上溫度傳感器元件的長度。因此,如果您有一個直徑為6毫米的溫度傳感器,其內部有一個40毫米的元件,則將其浸入(6 x 15毫米+ 40毫米)130毫米的位置。有時很難知道實際元素在溫度傳感器內部有多長時間,但是應該在溫度傳感器規格中提及。另外,您應該注意溫度傳感器元件的位置(它并不總是在溫度傳感器的最尖端)。應將要校準的溫度傳感器和參考傳感器浸入相同的深度,以使實際溫度傳感器元件的中點位于相同的深度。自然,對于非常短的溫度傳感器,不可能將其浸入很深的位置。這是校準短溫度傳感器時不確定性高的原因之一。
    7-穩定
          請記住,溫度傳感器始終會測量自己的溫度!溫度變化非常緩慢,您應始終等待足夠長的時間,以使所有部件均穩定在目標溫度下。當您將溫度傳感器插入溫度中時,總是需要一段時間才能使溫度傳感器的溫度達到該溫度并穩定下來。您的參考傳感器和要校準的溫度傳感器(DUT)可能具有非常不同的熱力學特性,尤其是在機械上有所不同的情況下。通常,與溫度校準有關的最大不確定性之一可能是校準執行得太快。如果您最經常校準類似類型的溫度傳感器,明智的做法是進行一些類型測試以了解這些溫度傳感器的行為。
    8-溫度傳感器手柄
          溫度傳感器手柄部分或過渡結點通常會受到熱度的限制。如果加熱太熱,可能會損壞溫度傳感器,確保您知道要校準的溫度傳感器的規格。如果要在高溫下校準,建議使用溫度屏蔽罩來保護溫度傳感器手柄。
    9-校準溫度范圍
          使用溫度傳感器時,通常不會校準溫度傳感器的整個溫度范圍。在校準范圍的最高點時,您應該小心。例如,如果在太高的溫度下校準,RTD溫度傳感器可能會永久漂移。同樣,溫度傳感器溫度范圍的最冷點可能很難/昂貴地進行校準。因此,建議校準溫度傳感器將要使用的溫度范圍。
    10-校準點
          在工業校準中,您需要選擇足夠的校準點才能看到溫度傳感器是線性的。通常,在整個范圍內校準3到5個點就足夠了。如果您知道溫度傳感器可能不是線性的,則取決于溫度傳感器的類型,可能需要獲取更多的點。如果您校準溫度傳感器并且計劃根據校準結果計算系數,則需要在合適的溫度點進行校準才能計算系數。在認可的實驗室中校準溫度傳感器時,也可以根據實驗室的最小不確定性來選擇點。
    11-調整/微調溫度傳感器
          不幸的是,大多數溫度傳感器無法調節或調整。因此,如果發現校準錯誤,則無法進行調整。相反,您將需要使用系數來校正溫度傳感器的讀數。在某些情況下,您可以補償溫度測量回路其他部分(變送器或DCS中)的溫度傳感器誤差。
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