温度变送器热工计量校准

环境试验设备校准步骤

1.设备配置与预平衡

1.将标准铂电阻温度计和标准湿度传感器安装于设备工作空间几何中心及四角位置，传感器浸入深度≥100mm。

2.连接多通道数据采集器，通电预热1小时，初始温度设定为25℃，湿度设定为50%RH。

2.校准点选择

1.温度校准点：选择量程下限、上限及中间点，高温区需按低温→高温顺序校准。

2.湿度校准点：在20℃环境中选择（10~85）%RH范围内≥3个点。

3.温度校准

1.从低温至高温逐点升温，待温度波动≤±0.02℃/10min后稳定30分钟，同步采集9个测温点数据（设备容积≤2m³时）。

2.计算温度偏差（ΔT=实测均值-设定值）、均匀度（各点比较大温差）和波动度（中心点极差/2），允差参考JJF1101-2019指标。

4.湿度校准

1.按低湿→高湿顺序校准，稳定30分钟后每2分钟记录1次数据，共15组。

2.计算湿度偏差（ΔH=实测均值-设定值）、均匀度（各点比较大湿差）和波动度（中心点极差/2），允差≤±3.0%RH（高湿区）。

5.动态性能验证

1.执行温度循环测试，验证升降温速率（≥3℃/min）及程序控制稳定性。

2.湿度交变测试时，验证从40%RH→80%RH的响应时间≤15分钟。

6.校准修正

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温度开关校准前准备

1. 标准器及配套设备

1.标准温度源：选用干井炉或恒温槽，温度波动度≤±0.3℃，均匀性≤±0.5℃，确保温场稳定。

2.温度测量设备：配备二等标准铂电阻温度计或高精度数字温度表（最大允许误差≤±0.1℃），用于实时监测温度源实际值。

3.开关状态检测：准备数字多用表或通断测试仪（响应时间≤10ms），用于检测温度开关触点通断状态及动作响应时间。

4.辅助工具：绝缘耐高温夹具（固定温度开关探头）、计时器（记录动作时间偏差）、高温防护手套。

2. 环境条件

1.实验室温度（20±5）℃，相对湿度≤70%，避免气流扰动影响温场均匀性。

2.远离振动源及强电磁干扰设备，工作台稳固防振，电气接地良好。

3.高温校准时需设置安全防护区，防止人员接触高温部件。

3. 被校仪器检查

1.外观检查：外壳无变形、破损，接线端子无氧化，标签（型号、动作温度值）清晰。

2.机械性能检查：开关动作机构灵活无卡滞，复位弹簧无锈蚀或疲劳，触点无烧蚀或污渍。

3.功能预测试：常温下手动触发开关，通断状态正常，触点电阻≤0.1Ω（通过多用表测量）。

4.校准点设置：根据规格书预设至少3个动作温度点，升温/降温速率≤1℃/min，避免过冲。

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数字式温湿度计温度测量原理

(1) 传感器类型与工作机制

• 热敏电阻（NTC）：
  • 温度升高时电阻值下降（负温度系数）。
  • 通过测量电阻分压值计算温度（需线性化校准）。
• 数字温度传感器（如DS18B20）：
  • 内部集成ADC，直接输出数字信号（如12位精度）。
  • 单总线协议传输，抗干扰强，适合多点测量。

(2) 信号处理流程

1. 电阻-电压转换：热敏电阻与参考电阻串联，测量分压值。
2. ADC转换：将模拟电压转换为数字量（如10位ADC）。
3. 温度计算：根据热敏电阻的R-T表或Steinhart-Hart方程反演温度值。

双金属片式温度开关

• 结构：由两种热膨胀系数不同的金属层压成片状。
• 工作流程：
  • 温度升高→双金属片因膨胀差异弯曲→推动触点分离（切断电路）。
  • 温度降低→双金属片恢复平直→触点闭合（导通电路）。
• 特点：
  • 优点：结构简单、成本低、无需外部电源。
  • 缺点：精度较低（±5℃），响应速度慢（秒级），机械寿命有限（约10万次）。
• 应用：电热水壶、电熨斗、电机过热保护。

液体膨胀式温度开关

• 结构：感温包内充注液体（如硅油），通过毛细管连接波纹管或膜片。
• 工作流程：
  • 温度升高→液体膨胀→压力推动波纹管形变→触发微动开关。
  • 温度降低→液体收缩→波纹管复位→开关恢复初始状态。
• 特点：
  • 优点：驱动力大、精度较高（±2℃）、适合高压/高功率场景。
  • 缺点：体积较大，存在液体泄漏风险。
• 应用：工业加热设备、压缩机过热保护。

1. 标准仪器选择：选用高精度的标准温度计作为参考标准，其精度应比被校准的压力式温度计至少高一个等级，例如标准温度计的精度为 ±0.1℃，而待校准压力式温度计的精度为 ±0.5℃。同时，标准温度计的测量范围应能覆盖被校准压力式温度计的测量范围。
2. 辅助设备准备：准备恒温槽，其温度均匀性和稳定性要满足校准要求，一般温度均匀性应在 ±0.1℃以内，温度波动度应在 ±0.05℃/h 以内。还需准备用于固定温度计的夹具等辅助工具。
3. 环境条件检查：选择温度恒定、无振动、无强电磁场干扰的环境进行校准。校准环境的温度应保持在（20±5）℃，相对湿度应在 45%～75% 之间。

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校准前准备

1. 选择校准环境：应在温度稳定、无明显气流和振动、清洁且光线充足的环境中进行校准，理想的环境温度波动应控制在 ±0.2℃以内。
2. 准备标准器具：需要使用高精度的恒温槽作为标准温度源，其温度均匀性和稳定性应满足校准要求，通常温度波动应在 ±0.05℃以内。同时，准备一支或多支经更高等级计量标准校准过的标准温度计作为参考标准，其精度要比被校准的Hg温度计至少高一个等级，比如标准温度计的最大允许误差为 ±0.05℃，而被校准Hg温度计的最大允许误差为 ±0.1℃。
3. 检查被校温度计：观察**温度计的外观是否有破损、刻度是否清晰、Hg柱是否连续且无断裂等情况。