6.6 Обработка результатов поверки термопар

Оценку работоспособности поверяемой термопары проводят методом абсолютной и относительной погрешностями измерения.

Абсолютная погрешность Δ – это разности между измеренным X и истинным Х_ИЗМ значениями измеряемой величины. Абсолютная погрешность выражается в единицах измеряемой величины

Δ= X – Х_ИЗМ (6.2)

Поскольку истинное значение измеряемой величины определить не-

возможно, вместо него в практике используют действительное значение измеряемой величины Х_Д, которое находят экспериментально по показаниям образцовых средств измерений. Таким образом, абсолютную погрешность находят по формуле

Δ= Х – Х_Д (6.3)

Относительная погрешность δ – это отношение абсолютной погрешности измерения к истинному (действительному) значению измеряемой величины, выраженное в процентах:

δ = ± (Δ / Х_ИЗМ)·100 = ±(Δ / Х_Д) ·100 (6.4)

П р и м е р. Определить абсолютную и относительную погрешности измерения температуры, если при действительном значении температуры среды 700 ^oC показание прибора равно 685 ^oC.

Из выражения (6.3) находим абсолютную погрешность измерения:

Δ = 685 – 700 = – 15 ^oC.

Согласно выражению (6.4) относительная погрешность составит

δ = (–15 / 700)·100 ≈ 2%.

В таблице 6.1 приведены пределы допускаемых отклонений ТЭДС от номинальной статической характеристики (НСХ), которые раньше назывались «Градуировочные характеристики термопары». НСХ отвечают требованиям ГОСТ Р 8.585 – 2001 [6].

Нахождение допустимых отклонений ΔE ТЭДС технических термопар от градуировочных значений производится на основании нижеприведенных формул [1].

Допустимое отклонение ΔE ТЭДС технических термопар от градуи-ровочных значений составляет до 300 °С: для ТПП около ±0,01 мВ, для ТХА − ± 0,16 мВ, для ТХК − ±0,2 мВ. Для более высокой температуры находится по формулам:

для термопары типа ТПП

ΔE=±[0,01 +2,5∙10⁻⁵(t − 300)], мВ (6.5)

для термопары типа ТПР

ΔE=±[0,01 +3,3∙10⁻⁵(t − 300)], мВ (6.6)

для термопары типа ТХА

ΔE=±[0,16 +2,0∙10⁻⁴(t − 300)], мВ (6.7)

для термопары типа ТХК

ΔE=±[0,20 +0,6∙10⁻⁴(t − 300)], мВ (6.8)

Таблица 6.1

Пределы допускаемых отклонений ТЭДС от НСХ преобразования, выраженные в температурном эквиваленте для разных типов термопар в зависимости от диапазона рабочих температур [6]

Обозначение промышлен- ного термопреобразова- теля (типа)	Класс допуска	Диапазон измерений, °С	Пределы допускае- мых отклонений ТЭДС от НСХ ± ∆ t, °С
ТПП 10 (S) ТПП 13 (R)	2	От 0 до 600 Св. 600 до 1600	1,5 0,0025 t
	1	От 0 до 1100 Св. 1100 до 1600	1,0 1,0 + 0,003 (t – 1100)
ТПР (B)	3	От 600 до 800 Св. 800 до 1800	4,0 0,005 t
	2	От 600 до 1800	0,0025 t

Окончание таблицы 6.1

Обозначение промышлен- ного термопреобразова- теля (типа)	Класс допуска	Диапазон измерений, °С	Пределы допускае- мых отклонений ТЭДС от НСХ ± ∆ t, °С
ТХК (L)	3	От – 200 до – 100 Св. – 100 до + 100	1,5 + 0,01 | t | 2,5
	2	От – 40 до + 360 Св. 360 до 800	2,5 0,7 + 0,005 t
ТХКн (E)	3	От – 200 до – 167 Св. – 167 до + 40	0,015 | t | 2,5
	2	От – 40 до + 333 Св. 333 до 900	2,5 0,0075 t
	1	От – 40 до + 375 Св. 375 до 800	1,5 0,004 t
ТХА (K), ТНН (N)	3	От – 250 до – 167 Св. – 167 до +40	0,015 | t | 2,5
	2	От – 40 до + 333 Св. 333 до 1300	2,5 0,0075 t
	1	От – 40 до + 375 Св. 375 до 1300	1,5 0,004 t
ТМК (Т)	3	От – 200 до – 66 Св. – 66 до + 40	0,015| t| 1,0
	2	От – 40 до + 135 Св. 135 до 400	1,0 0,0075 t
	1	От –40 до + 125 Св. 125 до 350	0,5 0,004 t
ТМК (M)	–	–200 до 0 Св. 0 до 100	1,3 + 0,001| t | 1,0
ТЖК (J)	2	От 0 до 333 Св. 333 до 900	2,5 0,0075 t
	1	От – 40 до + 375 Св. 375 до 750	1,5 0,004 t
ТВР (A-1) (A-2) (A-3)	3	От 1000 до 2500	0,007 t
	2	От 1000 до 2500	0,005 t

Примечания:

1. t – значение измеряемой температуры;

2. Пределы допускаемых отклонений ТЭДС термопар ∆E, мВ, рассчитывается по формуле:

∆E = ∆ t dE / dt,

где ∆ t – предел допускаемого отклонения ТЭДС термопар от НСХ по таблице;

dE / dt – чувствительность термопары, рассчитанная для измеренного значения температуры мВ·°С^-1 на основании данных градуировочных таблиц, приведенных в работах [4, 5, 6].

Результаты всех измерений записывают в таблицу 6.2

6.7 Измерение температуры термопарами, собранными по разным схемам измерения

1. Стабилизировать температуру в печи и замерить температуру обычными термопарами, согласно п. 6.6. Все термопары должны быть одного и того же типа и размеров и находиться при одинаковых условиях эксперимента.

2. Собрать термобатарею из трех термопар и вставить рабочие концы в электропечь.

3. Термопары соединить параллельно, а рабочие концы вставить в две нагретые электропечи.

4. Термопары соединить дифференциальным способом. При этом один рабочий конец вставить в электропечь, а второй – оставить снаружи. Температуру вне печи измерить стеклянным жидкостным термометром.