工业铂热电阻的校准前准备
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标准器选择:通常选用高精度的标准铂电阻温度计作为标准器,其不确定度应满足校准要求,一般优于被校准工业铂热电阻不确定度的 1/3。例如,被校准铂热电阻的不确定度为 ±0.1℃,则标准铂电阻温度计的不确定度应优于 ±0.03℃。
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配套设备:准备恒温槽,要求其温度均匀性和稳定性良好,温度波动度在 ±0.05℃以内,温度均匀性在 ±0.1℃以内。还需配备直流电位差计或数字多用表等测量仪器,其分辨率和准确度要满足测量要求,如分辨率应达到 0.1μV。
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环境条件:校准环境温度应控制在(20±5)℃,相对湿度在 45% - 75% 之间,环境应无强电磁场干扰、无振动,避免阳光直射和空气对流。
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被校铂热电阻检查:检查工业铂热电阻的外观,保护管应无破损、变形,接线盒应完好,引线连接牢固。同时,测量其绝缘电阻,绝缘电阻应不小于 100MΩ(100V 直流电压下),以确保其电气性能良好。
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温度数据采集仪基本结构与**组件
温度数据采集仪通常由以下模块构成:
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温度传感器:热电偶(K/J/T型)、热电阻(PT100、PT1000)、热敏电阻(NTC/PTC)、红外传感器等。
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信号调理电路:包括放大、滤波、冷端补偿(针对热电偶)、线性化处理等。
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模数转换器(ADC):将模拟电信号转换为数字信号,决定分辨率和采样率。
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微处理器(MCU):控制采集时序、数据处理、存储及通讯。
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存储模块:内置存储器(SD卡、Flash)或外接存储设备。
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通讯接口:USB、RS-485、Wi-Fi、蓝牙、4G等(用于数据传输)。
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电源管理:电池或外部供电,支持低功耗模式。
水浴锅工作原理流程
(1) 加热阶段
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电能转化为热能:通电后,加热元件开始加热水槽中的水。
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热量传递:水通过热对流(自然或强制循环)将热量传递给浸入其中的样品容器(如试管、烧杯)。
(2) 温度控制与恒温维持
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温度检测:传感器实时监测水温,并将信号反馈至控制器。
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PID调节(比例-积分-微分控制):
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控制器比较实际温度与设定温度,通过调节加热元件的功率(如间歇通电或调压)减少温差。
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例如,当温度低于设定值时,持续加热;接近设定值时,降低加热功率以避免超调。
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均匀性保障:循环水泵推动水流,减少局部温度差异(尤其在大型水浴锅中)。
(3) 安全保护机制
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超温保护:双保险设计,**温控开关在温度异常升高时切断电源。
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缺水报警:水位传感器检测水量,防止干烧损坏设备。
恒温槽校准步骤
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1.设备配置与预平衡
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将标准铂电阻温度计(如PT100,扩展不确定度U≤0.05℃)安装于槽体几何中心及四角位置,浸入深度≥100mm
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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℃
2.温度均匀性校准
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设置目标温度(如-20℃、50℃、150℃),待温度稳定(波动≤±0.01℃/10min)后保持30分钟
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同步读取5个测温点的数据,计算工作区域比较大温差(允差≤±0.05℃/工业级)
3.温度波动性测试
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在中间温度点(如100℃)连续采集数据30分钟,采样间隔10秒
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计算温度波动度:t波动=(tmax-tmin)/2(应≤±0.02℃/高精度槽)
4.温度稳定性验证
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在量程上限(如200℃)连续运行8小时,每小时记录中心点温度值
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漂移量ΔT=|t终-t初|应≤±0.1℃(AA级恒温槽指标)
5.升温/降温速率测试
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设置从50℃→150℃全功率升温,记录达到设定值±0.1℃范围所需时间
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计算平均速率(典型值≥3℃/min),超差时检查加热系统功率
6.参数修正与报告
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通过PID参数调整补偿温度偏差,重测关键点验证修正效果
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生成校准证书,包含均匀性、波动度、稳定性及测量不确定度(如U=0.03℃,k=2)
廉金属热电偶校准步骤
1.设备准备与退火处理
1.将标准热电偶与被校廉金属热电偶(如K型)捆扎置于管式炉均温区,测量端间距≤10mm。
2.进行退火处理:在最高使用温度(如600℃)恒温2小时后,以≤100℃/h速率冷却至室温。
2.校准点测试
1.选取校准点:量程下限(0℃)、中间点(300℃)、上限(600℃)。
2.从低温至高温逐点升温,每个温度点稳定后(波动≤±1℃),同步读取标准热电偶与被校热电偶电势值。
3.按分度表换算温度值,计算误差ΔT=被校值-标准值(允许误差参考IEC 60584,如±2.5℃或±0.75%t)。
3.回程误差测试
1.从上限温度以≤50℃/h速率降温,在相同校准点记录数据。
2.计算升/降温过程中同一温度点的比较大偏差(应≤允许误差的50%)。
4.稳定性验证
1.在中间校准点(300℃)连续恒温4小时,每小时记录1次电势值。
2.比较大漂移量应≤±1℃(工业级热电偶典型指标)。
5.冷端补偿校准
1.断开炉体,将热电偶参考端置于0℃冰点器内。
2.测量常温端补偿误差,修正采集系统冷端补偿参数(误差≤±0.5℃)。
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温湿度记录仪校准步骤
1.设备连接与预平衡
1.将标准铂电阻温度计和精密露点仪与被校记录仪传感器并列置于恒温恒湿箱中心区,间距≤5cm。
2.通电预热30分钟,初始设定温度25℃、湿度50%RH,静置1小时消除传感器滞后效应。
2.校准点选择
1.温度校准点:量程下限、常温点、上限。
2.湿度校准点:在20℃环境下选取20%RH、50%RH、80%RH三点。
3.温度校准
1.设置箱体至-20℃,稳定后记录标准值与记录仪数据,修正零点偏差。
2.升温至60℃,调整量程增益使误差≤±0.5℃。
4.湿度校准
1.设定20℃/20%RH,稳定30分钟后校准低湿点,调整湿度零点参数。
2.升湿至80%RH,修正量程线性度,允差≤±3.0%RH。
5.多点验证
1.组合校准点测试:-10℃/30%RH、25℃/60%RH、50℃/85%RH。
2.每点稳定后记录10组数据,计算非线性误差。
6.回程误差测试
1.温度循环:-20℃→60℃→-20℃,检测同温度点升/降温偏差。
2.湿度循环:20%RH→80%RH→20%RH,验证滞后误差。
7.长期稳定性验证
1.在40℃/75%RH工况下连续运行8小时,每小时记录数据。
2.比较大漂移量:温度≤±0.5℃,湿度≤±3%RH。
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