CN111024265A - 一种管式炉进行热电偶标准的稳定性考核方法 - Google Patents
一种管式炉进行热电偶标准的稳定性考核方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111024265A CN111024265A CN201911173149.9A CN201911173149A CN111024265A CN 111024265 A CN111024265 A CN 111024265A CN 201911173149 A CN201911173149 A CN 201911173149A CN 111024265 A CN111024265 A CN 111024265A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- error
- thermocouple
- standard
- couple
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K15/00—Testing or calibrating of thermometers
- G01K15/005—Calibration
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K15/00—Testing or calibrating of thermometers
- G01K15/002—Calibrated temperature sources, temperature standards therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
本发明公开了一种管式炉进行热电偶校准的稳定性考核方法,不简单的以标准偶的控温偏差及控温稳定性来进行判断,而是通过标准与被校计算出每支被校的实时误差以后,再对每支被校最近几次的误差进行标准差的计算,以能达到在最高校准效率下所有被校偶及标准偶都能充分感温,以便能减小热电偶校准数据的不确定度,提高校准数据的质量,可针对不同工况的热电偶校准,有效解决因增加均温块引起温度传导滞后及标准偶、被校偶感温不同步的问题。
Description
技术领域
本发明涉及温度计量技术领域,具体涉及一种管式炉进行热电偶校准的稳定性考核方法。
背景技术
管式炉是一种为热电偶校准提供热源的电加热设备,在校准过程中,需要将炉温控制在测试点附近,使炉温在测试点偏离的范围内,且温度变化达到一定的稳定性要求后,既可以开始扫描测量标准热电偶及被校热电偶的数据,以下对两者简称标准偶、被校偶。
在国家最新现行规范中,为减小因管式炉空载及负载引起温场均匀性的变化问题,在管式炉中采取增加均温块的方法,这种方式因增加均温块后,会引起温度传导滞后及标准偶、被校偶感温不同步等新的问题:传统热电偶校准是以标准偶的控温偏差及控温波动性作为判定条件,但管式炉增加均温块后,装载不同直径、不同数量的被校偶都会引起不同量的感温滞后、标准被校感温不同步,所以针对不同工况的热电偶校准,仍以标准偶的控温偏差及控温稳定性作为唯一判定条件已不尽合理,会造成采集数据的质量较差、数据重复性差,读数的误差带入***的不确定度分量会更大。
发明内容
本发明就是针对管式炉中因增加均温块引起温度传导滞后及标准偶、被校偶感温不同步的问题,而提供一种管式炉进行热电偶校准的稳定性考核方法,用于适应不同工况的热电偶校准,以能达到在最高校准效率下所有被校偶及标准偶都能充分感温,以便能减小热电偶校准数据的不确定度,提高校准数据的质量和采集效率。
为实现上述发明目的,本发明所采用的技术方案是:
一种管式炉进行热电偶校准的稳定性考核方法,通过标准偶与被校偶的采集数据,计算出每支被校偶的实时误差以后,再对每支被校最近几次的误差进行标准差的计算,当标准差达到设定值以内,则代表该被校偶及标准偶达到充分感温状态,该被校偶的稳定性考核结束,则可以进行下一步,扫描采集数据。具体包括步骤如下:
(1)对管式炉快速升温,通过电测仪器对标准偶和被检偶信号进行数据测量,当标准偶信号到达设定的校准点温度附近时,进行精密控温,确保炉温稳定;所述的电测仪器采用高精度数字万用表或专用测温仪,比如KEITHLEY 2010型号的电测仪器;
(2)判断达到一定条件时,开始进行重复性测试采集,每隔固定的时间,对标准偶及所有被校偶进行数据采集,计算出每支被校偶的误差,将采集的数据及计算后的每支被校的误差,均存入动态的数组结构中;
(3)重复性测试采集数据达到一定数量时,将每支被校偶的最近几次的误差,以先进先出的原则,作为一个数据集,计算该数据集的标准差;
(4)判断是否满足扫描测量条件,实时计算每支被校偶最近几次误差值的标准差,判断每支被校的标准差均小于某个设定数据时,则认为被校偶及标准偶已经充分感温,可以进行下一步扫描测量。
步骤(2)中所述的动态的数组Repeat{
被校1(数据1,误差1),(数据2,误差2),(数据3,误差3)…….(数据 n,误差n)
被校2(数据1,误差1),(数据2,误差2),(数据3,误差3)…….(数据n,误差n)
…被校m(数据1,误差1),(数据2,误差2),(数据3,误差3)…….(数据 n,误差n)}。
进一步地,步骤(3)标准差为该数据集所有数减去其平均值的平方和,所得结果除以该组数之个数,再把所得值开根号,就是这组数据集的标准差,公式为其中,N为数据集的个数,xi为某支被校的第i个误差,μ为该误差数据组平均值。
进一步地,步骤(4)中判断被校偶及标准偶都能充分感温的条件为,计算的被校偶的误差值应该是一个相对固定的值,且数据集的标准差越小,越说明被校偶的误差值基本固定,即越能说明管式炉的热平衡趋于稳定,反之,如果标准差越大,则说明被校偶的误差值离散程度高,即管式炉所有被校偶及标准偶还未能充分感温。
进一步地,步骤(2)中,重复性测试采集的条件为,根据标准偶的控温偏差及控温稳定性作为前提,通过精确控温,确保控温偏差满足要求且波动范围小于设定值时,才开始重复性测试。
进一步地,上述先进先出的原则解释为:计算标准差时,使用的该被校偶的最新采集数组中的相临近的误差值,组成一组数据集,则数据集为:(误差n,误差n-1,误差n-2…),然后计算其标准差。
本发明的有益效果为:实施新规程后,增加均温块引起温度传导滞后及标准偶、被校偶感温不同步,单纯地以标准偶的控温偏差及控温稳定性作为唯一判定条件,会造成采集数据的质量较差、数据重复性差,读数的误差带入***的不确定度分量会更大,增大校准结果的不确定度。本发明在采用带均温块的管式炉中进行热电偶校准的稳定性考核方法后,能达到在最高校准效率下所有被校偶及标准偶都能充分感温,以便减小热电偶校准数据的不确定度,提高校准数据的质量和采集效率的目的。
附图说明
图1为本发明步骤流程图;
图2为重复性测试标准差及被校偶误差时间关系图;
图3为本发明实施例某被校偶的动态采集数据组表1。
具体实施方式
本发明所述热电偶检定,将标准热电偶套上保护管,与套上绝缘瓷珠的被校热电偶用细镍铬丝捆扎成一束,捆扎时将被校热电偶的测量端围绕高铝保护均匀分布一周,然后将热电偶束***管式炉内的均温块至底部,其测量端与标准热电偶的测量端处于同一个径向截面上。标准热电偶处于管式炉轴线位置上,热电偶测量端处于炉内最高均匀温区,炉口处用绝缘耐火材料封堵。
为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体例子,进一步阐述本发明。
标准偶为标准铂铑10-铂热电偶,被校热电偶为N型热电偶,校准点为 800℃,标准器证书值为:E(Zn)=3.4468mV,E(Al)=5.8640mV,E(Cu)=10.5834mV, 标准偶在800℃的证书值计算应为7.3509mV,被校偶为10支热电偶,只取其中的一组数据进行说明。
上述标准器证书值为标准热电偶证书上的检定结果数据。
开始校准热电偶,首先管式炉快速升温,当标准偶的信号反应炉温升温至校准点温度设定值800±5℃时,需要精密控温。
精密控温是通过PID控温算法及控温装置执行机构实现对管式炉的控温,依据《JJF 1637-2017廉金属热电偶校准规范》对标准偶信号换算的温度值进行温度偏差及温度波动性的考核判定,当标准偶的温度偏离管式炉设定温度点±5℃以内,且标准偶温度变化每分钟不超过0.2℃,则定义为进入精密控温。
达到一定条件后,开始重复性测试数据,每隔固定的时间,本例为间隔1 分钟,对标准热电偶及所有被校热电偶进行数据采集,采集数据如图3表1的第 2列,第3列分别为标准的数据及被校1的数据,然后根据校准规范要求,计算出每支被校的误差,如表1的第5列为被校1计算后的误差,将采集的数据及计算后的每支被校的误差,均存入动态的数组结构中。
依据校准规范要求,上述计算被校的误差Δt被公式如下:
Δe被=e被(t)-e分
e标证:标准热电偶证书上某校准点的热电动势值;
e分:被校热电偶分度表上查得的某校准温度点的热电动势;
e补:补偿导线修正值;
S被、S标:分别表示被校、标准热电偶在某校准温度点的微分热电动势。
如图3表1为采用新发明的方法后的测试数据。
本实例为采集3次重复性数据后,作为一个数据集,计算其标准差,如表1中,首先根据数据集1{1.81,1.62,1.53}计算第一个标准差,计算过程如下:μ=1.65℃
然后根据先进先出的原则,根据数据集2{1.62,1.53,1.23},计算第二个标准差,计算过程如下:
μ=1.46℃
以此类推,依次计算标准差。
判断标准差是否满足要求,如果不能满足要求,继续进行重复性测试,继续存入动态数组,计算最近的标准差,直至满足要求为止,即可进行扫描测量。
根据表1的测试数据,可以看出,被校1的误差越来越接近某一个固定值,被校1的标准差越来越小,接近于零,如图2所示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进在不付出创造性劳动前提下也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种管式炉进行热电偶校准的稳定性考核方法,其特征在于,通过标准偶与被校偶的采集数据,计算出每支被校偶的实时误差以后,再对每支被校最近几次的误差进行标准差的计算,当标准差达到设定值以内,则代表该被校偶及标准偶达到充分感温状态,该被校偶的稳定性考核结束,则可以进行下一步,扫描采集数据。
2.根据权利要求1所述的管式炉进行热电偶校准的稳定性考核方法,其特征在于,包括步骤如下:
(1)对管式炉快速升温,通过电测仪器对标准偶和被检偶信号进行数据测量,当标准偶信号到达设定的校准点温度附近时,进行精密控温,确保炉温稳定;
(2)判断达到一定条件时,开始进行重复性测试采集,每隔固定的时间,对标准偶及所有被校偶进行数据采集,计算出每支被校偶的误差,将采集的数据及计算后的每支被校的误差,均存入动态的数组结构中;
(3)重复性测试采集数据达到一定数量时,将每支被校偶的最近几次的误差,以先进先出的原则,作为一个数据集,计算该数据集的标准差;
(4)判断是否满足扫描测量条件,实时计算每支被校偶最近几次误差值的标准差,判断每支被校的标准差均小于某个设定数据时,则认为被校偶及标准偶已经充分感温,可以进行下一步扫描测量。
3.根据权利要求2所述的管式炉进行热电偶校准的稳定性考核方法,其特征在于,步骤(2)中所述的动态的数组Repeat{
被校1(数据1,误差1),(数据2,误差2),(数据3,误差3)…….(数据n,误差n)
被校2(数据1,误差1),(数据2,误差2),(数据3,误差3)…….(数据n,误差n)…被校m(数据1,误差1),(数据2,误差2),(数据3,误差3)…….(数据n,误差n)}。
5.根据权利要求2所述的管式炉进行热电偶校准的稳定性考核方法,其特征在于,步骤(4)中判断被校偶及标准偶都能充分感温的条件为,计算的被校偶的误差值应该是一个相对固定的值,且数据集的标准差越小,越说明被校偶的误差值基本固定,即越能说明管式炉的热平衡趋于稳定,反之,如果标准差越大,则说明被校偶的误差值离散程度高,即管式炉所有被校偶及标准偶还未能充分感温。
6.根据权利要求2所述的管式炉进行热电偶校准的稳定性考核方法,其特征在于,步骤(2)中,重复性测试采集的条件为,根据标准偶的控温偏差及控温稳定性作为判断基础,通过精密控温,确保控温偏差满足要求且波动范围小于设定值时,才开始重复性测试。
7.根据权利要求2所述的管式炉进行热电偶校准的稳定性考核方法,其特征在于步骤(3)中,先进先出的原则解释为:计算标准差时,使用的该被校偶的最新采集数组中的相临近的误差值,组成一组数据集,则数据集为:(误差n,误差n-1,误差n-2…),然后计算其标准差。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911173149.9A CN111024265A (zh) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | 一种管式炉进行热电偶标准的稳定性考核方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911173149.9A CN111024265A (zh) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | 一种管式炉进行热电偶标准的稳定性考核方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111024265A true CN111024265A (zh) | 2020-04-17 |
Family
ID=70206820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911173149.9A Pending CN111024265A (zh) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | 一种管式炉进行热电偶标准的稳定性考核方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111024265A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112617299A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-04-09 | 河南中烟工业有限责任公司 | 一种加热卷烟烟具温度检测方法及温度稳定性分析方法 |
CN113884222A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-04 | 湖南省计量检测研究院 | 一种超短热电偶的校准装置及校准方法 |
CN114354015A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-04-15 | 中国航发西安动力控制科技有限公司 | 热电偶校准***测量不确定度的确定方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1519554A (zh) * | 2003-01-30 | 2004-08-11 | ͨ�õ�����˾ | 用于监测气轮机***的性能的方法和设备 |
CN101034017A (zh) * | 2007-04-04 | 2007-09-12 | 沈阳东大传感技术有限公司 | 带有温度校准、监测孔的热电偶 |
CN201047779Y (zh) * | 2007-04-04 | 2008-04-16 | 沈阳东大传感技术有限公司 | 带有温度校准、监测孔的热电偶 |
CN102809445A (zh) * | 2012-08-16 | 2012-12-05 | 广州供电局有限公司 | 热电偶检测方法 |
CN103063329A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-24 | 沪东重机有限公司 | 船用柴油机测温热电偶的校验方法 |
CN103674328A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-03-26 | 清华大学 | 基于Labview 的热电偶自动测温分析方法及*** |
CN209541949U (zh) * | 2019-01-16 | 2019-10-25 | 上海市计量测试技术研究院 | 一种管式热电偶检定炉的同轴均温块 |
-
2019
- 2019-11-26 CN CN201911173149.9A patent/CN111024265A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1519554A (zh) * | 2003-01-30 | 2004-08-11 | ͨ�õ�����˾ | 用于监测气轮机***的性能的方法和设备 |
CN101034017A (zh) * | 2007-04-04 | 2007-09-12 | 沈阳东大传感技术有限公司 | 带有温度校准、监测孔的热电偶 |
CN201047779Y (zh) * | 2007-04-04 | 2008-04-16 | 沈阳东大传感技术有限公司 | 带有温度校准、监测孔的热电偶 |
CN102809445A (zh) * | 2012-08-16 | 2012-12-05 | 广州供电局有限公司 | 热电偶检测方法 |
CN103063329A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-24 | 沪东重机有限公司 | 船用柴油机测温热电偶的校验方法 |
CN103674328A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-03-26 | 清华大学 | 基于Labview 的热电偶自动测温分析方法及*** |
CN209541949U (zh) * | 2019-01-16 | 2019-10-25 | 上海市计量测试技术研究院 | 一种管式热电偶检定炉的同轴均温块 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
国家质量监督检验检疫总局: "《中华人民共和国国家计量技术规范》", 21 November 2007 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112617299A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-04-09 | 河南中烟工业有限责任公司 | 一种加热卷烟烟具温度检测方法及温度稳定性分析方法 |
CN113884222A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-04 | 湖南省计量检测研究院 | 一种超短热电偶的校准装置及校准方法 |
CN114354015A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-04-15 | 中国航发西安动力控制科技有限公司 | 热电偶校准***测量不确定度的确定方法 |
CN114354015B (zh) * | 2021-10-29 | 2024-05-24 | 中国航发西安动力控制科技有限公司 | 热电偶校准***测量不确定度的确定方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111024265A (zh) | 一种管式炉进行热电偶标准的稳定性考核方法 | |
CN111307293B (zh) | 一种红外人体测温***及其测温方法 | |
CN111765978A (zh) | 一种红外测温处理方法及***、智能设备及存储介质 | |
JP2793869B2 (ja) | 排ガス温度あるいはセンサ温度を求める方法 | |
CN111666659B (zh) | 一种机床整机热误差建模方法 | |
CN108760073A (zh) | 一种用于测试加热炉炉温均匀性的装置及测试方法 | |
CN112461406B (zh) | 一种基于光纤光栅式温度传感器的标定方法 | |
CN111397772B (zh) | 异型热电偶的检定方法 | |
CN105868439B (zh) | 一种电阻丝阻值拟合方法 | |
CN102620833A (zh) | 红外测温方法和红外测温*** | |
CN105527038A (zh) | 铂热电阻传感器误差修正方法和用该方法测温的热量表 | |
CN103834776B (zh) | 一种连续式退火炉固定式高温计的在线标定方法 | |
CN112067166B (zh) | 热电阻的校验方法 | |
CN113484376A (zh) | 一种高精度微水传感器零点漂移校正方法及存储设备 | |
CN110702275A (zh) | 一种电阻式温度传感器偏移的修正方法 | |
CN109506813B (zh) | 一种测温晶体传感器标定过程中的退火方法 | |
CN114184648B (zh) | 一种用于阻容法湿度传感器的含湿量校准方法 | |
CN115962867A (zh) | 空间科学实验温度测量***的数据采集标定方法及*** | |
CN112098457B (zh) | 一种导热系数测量仪的多项式回归校准方法 | |
CN110715756A (zh) | 一种负载状况下管式炉温度场性能测试装置及其性能测试方法 | |
CN111442850A (zh) | 一种红外测温摄像机校准方法 | |
CN114354015B (zh) | 热电偶校准***测量不确定度的确定方法 | |
CN112629707A (zh) | 一种加热炉***精度测试方法 | |
CN111044405B (zh) | 一种针对热重曲线漂移误差的修正方法 | |
CN113358938B (zh) | 快速介电温谱测试方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200417 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |