Контроль ошибки показания термопар.

Коротко:

Ошибку показаний термопары можно определить другим термометром, которому вы доверяете (например, поверенным в метрологичесой службе).

Можно воспользоваться одноразовым пироскопом. Пироскопы бывают «конус Зегера» или «кольцом Ферро». От действия температуры они необратимо деформируются. По характеру деформации можно судить о максимальной температуре с известной точностью. Другие названия «пирометрический конус», «кольцо контроля температуры».

Ошибка появляется из-за изменений в составе сплавов термопары вследствие коррозии, миграции ионов и подобного. Для защиты используют гильзы и чехлы. Керамические, кварцевые, из нержавеющей стали.

Подробно:

Любой измерительный прибор имеет ошибку показаний.

Важно 0. Минимизировать помехи из-за монтажа. Подключать технологически верно, обеспечить качественный электрический контакт.

Важно 1. Знать точность своего датчика/ использовать датчик достаточной точности.

Важно 2. Контролировать ошибку датчика с помощью эталонного прибора (которому вы доверяете). Обычно это прибор поверенный метрологической службой.

Важно 0

Как я уже писал ранее, термопара — это не градусник, она показывает разницу между температурой спая и холодных концов. Комнатную температуру определяет цифровой преобразователь (тот электронный прибор, к которому подключена термопара). Разница между комнатной температурой и температурой холодных концов может оказаться неучтенной. Это решается как минимум двумя способами: разместить датчик комнатной температуры рядом с холодными концами термопары. Либо можно подключать термопару к цифровому преобразователю с помощью термокомпенсационного кабеля (для каждого вида термопар свои типы кабеля. Для ТХА (тип K) — кабель тип ХА, М или МТ-НМ. Типы кабеля М или МТ-НМ применимы только при температурах холодных концов ниже 100С, т.е. применимы в большинстве случаев, но только для термопар ХА. Подробнее о термокомпенсационных кабелях здесь и здесь).
На показания термопар влияют сильные электромагнитные помехи. Это трансформаторы, электромагниты, индукционные излучатели, радиоэлектронное излучающее и особенно СВЧ-оборудование. Для защиты от этого термопару необходимо экранировать. А экран заземлить.

Ошибка показаний термопары имеет ту же природу что и класс точности термопары — это отклонение в составе металлов от эталонной композиции В процессе эксплуатации термопары меняется ее состав. Коррозия, миграция ионов и прочее вызывает изменения в составе. А это влечет за собой изменение показаний. Обычно происходит занижение показаний. Этот процесс неизбежен. Можно лишь этот процесс затормозить применением средств защиты.

Оптимальной средой для термопары является окислительная — это, например, воздух. Атмосфера с пониженным содержанием кислорода — восстановительная — действует на термопару ТХА разрушительно. Восстановительная среда создается из окислительной в присутствии большого количества окисляющихся веществ. Например, атмосфера газовой или дровяной печи — восстановительная. Графитовый тигель и Литьевой воск сгорая создает восстановительную атмосферу.

Разряженная атмосфера вакуума приводит к выходу ионов хрома из хромелевого электрода, приводит к заниженным показаниям.

Примеси агрессивных веществ в атмосфере действуют на термопару разрушительно. Пары серы и сера-содержащих веществ корродируют термопару приводя к быстрому выходу из строя.

Защитой от действий среды выступают защитные гильзы. Металлические (стальные), стеклянные (кварцевые), керамические.

Важно 1

Точность термопар ТХА на температуре 1000С составляет от 4 до 15 градусов Цельсия в зависимости от состава материала (от отклонений в композиции сплавов термопары). И больше, если термопара подверглась действию коррозии или агрессивной среды.

Эталонно ошибка для термопар ТХА выглядит следующим образом:

Класс допуска	Интервал температур		Ошибка
3	-250	-167	0,015 | t |
	-167	40	2,5
2	-40	333	2,5
	333	1300	0,0075t
1	-40	375	1,5
	375	1000	0,004t

Важно 2

Все измерительные приборы требуют периодической проверки. Проверку проводят метрологические службы, имеющие доступ к эталонным измерительным приборам. Показания проверяемого прибора сверяют в показаниями эталонных приборов и корректируют показания.

Самостоятельная поверка позволит устранить ошибку в показаниях, но не даст гарантии эталонности. В большинстве случаев этого достаточно.

В общем случае проверка показаний термопары сводится к сравнению имеющихся показаний с показаниями другого прибора, которому вы доверяете (считаете эталоном). Таким эталоном может выступать новая термопара, пирометрический конус или пирометрическое кольцо.

Пирометрические конусы и пирометрические кольца являются одноразовыми приборами. Под действием температуры они необратимо деформируются и