对热工仪表检验仪的校准方法探讨

摘要：计量校验工作是保障仪表、计量器具准确性的关键，是保障企业生产安全、经济效益的关键。热工仪表作为现代生产企业动力供应中的重要组成部分，其校验质量直接关系到企业的生产安全，更关系到生产人员的人身安全。加强热工仪表校验工作质量对于提高生产企业安全、保障企业经济利益以及人员安全有着重要的意义。

关键词：热工仪表校验仪 校准方法

一、热工仪表校验仪的特点

热工仪表校验仪具有高精度的特点，能够进行多功能校准；该仪器具有结构坚固、经济实用的特点，能够在计量室等各种检验、实验环境中使用，满足热工仪表检测、校准等方面的需要；能够对多种热电偶等信号进行测量，并表示为温度值；具备参考端温度补偿功能，并能模拟输出热电阻等不同温度相应的标准电量值；能够输出并测量直流电压或电流值、电阻。

用户可以通过人机界面将需要测量或是显示的数据输入电路中，由处理器接受并执行传递过来的指令，在完成相应的指令后将结果显示在仪器的显示屏上。由于热电阻与热电偶的温度、电量数值呈现出非线性的特点，通常在电路中添加外扩的程序、数据存储器。非线性补偿可以采用公式计算、阵列存储数据查表的方式，或是结合使用2种方法。

二、热工仪表常见故障的检测方法

2.1观察法

抽出有故障的机芯，检查各接插件是否接触好，连接导线有无断线和短路线头有无脱落，导线有无变色、异味等。

2.2电压法

外表观察后，整机通电根据仪表各部分电压高低与正常值对比，做出故障判断。由于万用表测量范围宽，一般热工仪表均可直接进行测量，不必切断电源测试显得灵活方便。如果事先不知道测量范围的话，以较高量程范围去测量然后逐渐缩小量程。如果通电后，指示灯不亮，可能无220V电源，保险丝或开关开路或灯坏等。

2.3人为敲击法

用人为的敲击办法，可以查找接触不良，虚焊等间歇性故障。如指示灯忽亮忽暗地闪动，可以用此方法查找是否有接触不良等现象，直到查找到故障原因，消除此现象。

2.4输入信号法

输入信号后，可以检查电路前后整个连通情况根据输出端信号来分析故障隋况。在后端子板+、一端输^毫伏信号，观察仪表指针的动作情况。

2.5分割法

把整个机器分割成几个小的部分，以利于尽快确定故障范围，并且可以把故障缩小到一定区域排除故障和修复仪表。

2.6测量电阻法

依靠测量所得的电阻值来判断线路和元器件的好坏，与电压法等配合使用，效果更佳。测量电阻的方法一般是在断电的情况下，用万用表电阻档测量此法可判断各绕组本身有无断线开路和匝间短路等现象。

2.7短路法

用导线将仪表某一部分或某个元器件短接，跳过这部分，改变工作状态从电压、电流等的化来判断故障范围，这样做有时能找出干扰产生的根源在何处。对于功率放大器，由功放开始向前逐级短路输入端看马达反映，来判断放大级中哪个元器件有故障。找出原因，故障排除后对更换的元器件应作加热处理和老化试验，最后恢复整个仪表以作备用。

三、热工仪表检验仪的校准方法

3.1 使用热工仪表校验仪的条件

热工仪表校验仪可以输出各种电信号，例如直流毫伏信号、电阻信号、直流毫安信号和电压信号，并且具备很好的精度，因此，热工仪表校验仪校验使用的标准器应选择测量电信号不确定度在校验仪允许误差20%-33%之间的测量标准器。恒温器应选择可以调节的，均匀性在0.O5℃以内，导线应选择校准电阻信号的专用导线。

3.2 使用热工仪表校验仪校准基本误差的方法

（1）使用热工仪表校验仪校准热电阻信号时，应根据国家检定规程使用4根专用导线连接测量标准器，得出电阻信号基本误差，根据分度表得到不同分度情况下的温度误差。

（2）使用热工仪表校验仪校准热电偶信号时，应对直流毫伏信号输出和冷端误差分别进行校准。校准直流毫伏信号输出误差应按照相关的检定规程连接标准器校准，将数字多用表设为mV档并选择相应的量程，将其连接到需要校准仪表的热电偶输出端。采用相关检定规程中检测校准点电量值的方法，输出信号从下限开始逐渐增大，使用数字多用表测量模拟热电偶输出温度值、电量值，达到上限后降低输入信号，使用数字多用表测量模拟热电偶输出温度值、电流值，直到达到下限。将误差最大的测量数值作为最大基本误差，根据仪表输出的电量值、测量出的电量值和一定的修正值，能计算出基本误差。

这种方法也存在一定的不足，主要是该方式适用于不具备热电偶温度自动补偿的热工仪表校验仪，不能满足具备温度自动补偿的热工仪表校验仪的使用要求，而目前大多数热工仪表校验仪都具备参考端温度补偿功能。另外，修正值不容易计算，实际温度会与修正值的温度有一定差异，导致测量标准器再精准也不能有效降低热工仪表校验仪校准的不确定度。

（3）热工仪表校验仪校准热电偶信号时，基本误差主要包括直流毫伏信号与冷端补偿存在的误差。根据相关检定规程的要求，检定基本误差要将被检定仪表插入冰点槽，并使用铜导线连接信号源，通过输入直流毫伏信号对仪表误差进行测量。使用类似的方法可以对温度校验仪进行校准，将温度校验仪作为被检定仪表，将可调节的恒温槽作为恒温器，将测量标准器作为信号源，并针对热工仪表校验仪的使用情况，校准热电偶不同温度对照的毫伏值。

冷端误差校准可以将温度校验仪和标准温度计与恒温槽连接，该方法对恒温槽偏差没有太高的要求，但均匀性不能超过O.O5℃。恒温槽的温度开始设为20℃ ，用补偿导线连接冷端输入端和恒温槽，用标准温度计对恒温槽温度进行测量，使用 标准水银温度计时应保持玻璃泡与补偿导线短接端尽量接近并处于同一高度，待槽温、冷端温度处于恒定后再测量参考端电动势值，并换算成温度值。按一定幅度对恒温槽温度进行调整，待温度恒定后再次测量热电动势值，重复测量直至热电动势值或是调整幅度接近零，则认为恒温槽与冷端温度保持一致。使用被校准的校验仪测量温度，读取仪器指示值和温度计读数。然后，拆下参考端，接上铜导线，并放入恒温槽。短接端需要与参考端尽量接近并保持同一深度，铜导线两端接到标准器上测量热电动势值，根据仪器测量的温度显示值、标准温度计的读数、热电偶在该温度下的微分电动势和补偿导线一定温度下的修正值计算出冷端补偿误差。根据计算结果和热电偶分度表能够换算出不同热电偶的温度值。通过将热工仪表校验仪的基本误差分为直流毫伏信号和冷端补偿两部分误差，有效地减少了补偿导线以及冷端测量导致的误差。

四、结语

电厂热工仪表是电站正常运转及安全的基础保障。因此，加强热工仪表的检修与校验对于电站运行有着重要的意义。这不仅需要具备良好的设备系统，而且更需要热丁仪表维修人员具有丰富的经验与精湛的技术，加强对仪表维修人员的培养与培训，使仪表维修人员不仅仅是掌握基础理论知识，而且要了解热工仪表检定原理和方法，以便在故障发生时及时的发现问题所在并排除，并对仪表进行定期的检定，使工厂运行更加的稳定和安全。

参考文献

[1]张群.新型现场热工仪表校验法[J].中国新技术新产品，2010（7）