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一种表面温度计校准仪的设计

作者: 时间:2020-08-10148 次浏览

信息摘要:

随着各行业的发展,表面温度计应用范围越来越广泛。随着表面温度计的广泛应用,其校准需求也在逐年增加。为了保证表面温度计的质量,参考我国相关标准要求,设计研制了一种控制显示和温度源等一体化的表面温度计校准仪,实现对表面温度计进行计量校准的功能,同时还具有便携性。

随着各行业的发展,表面温度计应用范围越来越广泛。随着表面温度计的广泛应用,其校准需求也在逐年增加。为了保证表面温度计的质量,参考我国相关标准要求,设计研制了一种控制显示和温度源等一体化的表面温度计校准仪,实现对表面温度计进行计量校准的功能,同时还具有便携性。
1、测试仪原理与结构
表面温度计的计量校准是用被校准表面温度计放置在表面温度计校准仪上进行测量,用表面温度计校准仪的温度与被校准表面温度计的示值进行比较,得出示值误差,从而对表面温度计进行校准。
本校准仪由箱体、温度源、风冷系统、单片机和彩色触摸屏等组成,整体集成于箱体内,方便携带。
温度源的设计在本校准仪中尤为重要,温度源主要由加热源、均热板、温度传感器、防护罩、保温棉和校准孔组成。如图 1所示。
温度源结构示意图


加热源采用管状加热板,通过加热将热量传导至与其紧密贴合的均热板上,为校准表面温度计提供均匀的温场。均热板采用热传导性良好的合金材质。
温度传感器采用高精度铂电阻,采用高温密封胶直接封装在均热板内。温度传感器封装位置与校准孔位置距离均热板上表面相等,以保证温度的一致性。
保温棉选用硅酸铝纤维棉,具有低导热率、热稳定性优良、保温性能良好等优点。将保温棉填充于加热源、均热板与防护罩之间,起到热防护作用。
风冷系统由轴流风机和箱体左右两侧散热孔组成,通过箱体前面板的按钮,控制启停,便于当校准完高温后,需要校准低温度,能够快速降温,节省时间,提高测试速度。
箱体采用精美铝壳机箱,轻便美观,底部安装有四个橡胶垫脚,减少外部震动对测试仪的影响。显示屏与操作系统采用触摸屏操作,放置在箱体前面板。
2、重要性能指标测试分析
2.1 温场稳定性
本校准仪设计温度显示分辨率 0.01℃。参照 JJF1409-2013《表面温度计校准规范》,要求稳定性(10min):±0.4℃ (室温 +5℃<t ≤100℃); ± 0. 6℃ (200 < t ≤300℃); ± 1℃ (300 < t ≤400℃),分别测量 50℃、100℃、200℃、300℃、400℃。每个温度点间隔 1min 测量 1 次,10min 内测量 11 次,取 10min 测量结果的最大值与最小值之差,作为相应温度点本校准仪的控温稳定性.本作者采用分辨率为 0.1℃的自重式表面温度计,放置在温度源中心点位置进行测试记录,经过各温度点测试计算,满足校准规范对稳定性指标要求。
2.2 温度均匀性
本校准仪的温度源有效直径为 Φ100,依据 JJF1409-2013《表面温度计校准规范》,要求均匀性:±0.5℃ (室温 +5℃ <t≤100℃);±1.0℃(200<t≤300℃);±1.5℃(300<t≤400℃);依次测量 50℃、100℃、200℃、300℃、400℃。使用自重式表面温度计分别在图 2 所示的五个测量位置,按照位置编号 0-1-0-2-0-3-0-4-0 的顺序,1min 测量一个位置,读数后迅速将自重式表面温度计移至下一测量位置,测一遍。然后将校准仪升温至下一个温度点,依次重复上述操作过程。经过测试及计算,该校准仪在工作范围内,均匀性指标满足 JJF1409-2013 规定要求。
测量位置示意图
该文详细叙述了表面温度计校准仪的设计原理、结构和重要性能指标测试分析等。该校准仪采用一体化设计,结构简单、测量简便,具有携带方便等优点。经过测试和分析,完全满足国家校准规范对表面温度计校准的要求。

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