Программа испытаний термопреобразователя технического термоэлектрического термометра ТХК 008-000

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………...1
Глава 1. Средства и условия испытаний термопреобразователя
технического термоэлектрического термометра ТХК 008-000…………………..4
1.1. Основные технические характеристики термопреобразователя
ТХК 008-000…………………………………………………….…………..4
1.2. Средства испытаний…………………………………………………………5
1.3. Условия испытаний……………………………………..………………….10
1.4. Подготовка к испытаниям………………………………………..………..12
Глава 2. Проведение испытаний термопреобразователя ТХК 008-000…………15
2.1. Внешний осмотр термопреобразователя ТХК 008-000……………….....15
2.2. Определение т. э. д. с. термопреобразователя ТХК 008-000…………….16
2.3. Обработка результатов измерения………………………………………..19
Глава 3. Оформление результатов исследований………………………………..23
Заключение…..……………………………………………………………………..26
Список литературы……………………..………………………………………….27

Программа испытаний термопреобразователя технического термоэлектрического термометра ТХК 008-000

электроизмерительная часть испытуемой установки должна быть удалена не менее чем на 1 м от окон, дверей, радиаторов отопления и других устройств, выделяющих тепло, а также защищена от прямых солнечных лучей;
части испытуемой установки, снабженные зажимом «Земля», а также никелевый стакан должны быть подключены к контуру заземления. Сопротивление заземления должно быть не более 4 Ом;
корпуса печей, наружные стенки которых нагреваются при работе до температуры выше 70 °С, должны быть ограждены (например жесткой сеткой из проволоки);
стеклянные вакуумные сосуды Дьюара должны иметь охранные кожухи из жести или пластмассы;
перед вводом установки в эксплуатацию должна быть проверена сходимость результатов измерений с использованием поверенного чувствительного элемента любого типа, которая недолжна превышать 0,3 ( - допускаемое отклонение т. э. д. с. чувствительного элемента от значений, указанных в ГОСТ 3044-77);
должно быть проверено соответствие градиента температуры в термостатах ранее указанным требованиям;
должна быть проверена т. э. д. с. помех в измерительной линии установки, которая не должна превышать 2 мкВ.
1.4. Подготовка к испытаниям
Перед проведением поверки необходимо выполнить следующие подготовительные работы.7
1. Подготовка основных и вспомогательных средств поверки.
Средства испытаний, входящие в состав измерительной установки (термостаты и нагревательные печи), готовят к работе в соответствии с НТД.
Термопреобразователь образцового платинородий-платинового термометра 3-го разряда при проверке чувствительных элементов из неблагородных металлов помещают в кварцевую защитную пробирку. Рабочий конец его должен касаться дна пробирки.
Теплоизолированные сосуды для термостатирования свободных концов при термостатировании при 0 °С заполняют льдо-водяной смесью, а при термостатировании при комнатной температуре - водой или маслом при комнатной температуре. В сосуд помещают ртутный термометр и стеклянные пробирки.
Глубина погружения пробирок должна быть не менее 120 мм, расстояние между пробирками - не менее 10 мм.
В рабочее пространство печи, предназначенной для испытаний чувствительных элементов из неблагородных металлов, в зоне равномерного распределения температуры устанавливают никелевый стакан или никелевый блок.
В рабочее пространство печи, предназначенной для испытаний чувствительных элементов градуировок типа ПП, вводят защитную кварцевую трубу и центрируют ее по оси печи, подложив огнеупорные подкладки (например, отрезки кварцевых или фарфоровых трубок).
2. Подготовка термопреобразователей градуировок типа ТХК.
При подготовке к поверке в термостатах поверяемые чувствительные элементы помещают в стеклянные пробирки и устанавливают в термостате на глубину не менее 250 мм. Свободные концы поверяемых элементов термостатируют в сосудах и подсоединяют к измерительной установке (см. рис. 1.5). В термостат устанавливают образцовый ртутно-стеклянный термометр.
При подготовке к поверке в печах не более четырех поверяемых чувствительных элементов складывают в общий пучок с кварцевой пробиркой, в которую вложен термопреобразователь образцового платинородий-платинового термометра 3-го разряда, и обвязывают в двух-трех местах отрезками хромелевой или алюмелевой проволоки. Пучок чувствительных элементов вводят в рабочее пространство трубчатой горизонтальной печи до упора рабочих концов в дно никелевого стакана и центрируют по оси печи.
Свободные концы чувствительных элементов (в случае необходимости удлиненных проводами) и образцового термопреобразователя термостатируют в сосудах как описано выше и подсоединяют к измерительной установке (см. рис. 1.5).
3. Подготовка термопреобразователей градуировок типов ПП.
Чувствительные элементы термопреобразователей градуировок типов ПП перед определением их т. э. д. с. отжигают в течение 30 мин электрическим током на воздухе. Перед отжигом поверхность термоэлектродов обезжиривают при помощи тампона, смоченного чистым этиловым спиртом (1 г спирта на чувствительный элемент). Напряжение подводят к свободным концам термоэлектродов от регулятора напряжения, включенного в сеть переменного тока 220 или 127 В частотой 50 Гц. Ток, необходимый для отжига, контролируют по показаниям амперметра. Чувствительные элементы преобразователей градуировок типа ПП с термоэлектродами диаметром 0,5 мм отжигают при токе 10-10,5 А (температура 1450±50 °C). По окончании отжига ток плавно уменьшают до нулевого значения в течение 1 мин.
Поверхность отожженных термоэлектродов должна быть чистой. Чувствительные элементы с неустранимыми при отжиге поверхностными загрязнениями термоэлектродов считают непригодными к применению и к дальнейшей поверке не допускают.
Часть электродов, погружаемую при поверке в печь, армируют чистыми цельными двухканальными керамическими трубками. Для чувствительных элементов градуировок типа ПП применяют изоляционные трубки из пирометрического фарфора или окиси алюминия. Диаметр трубок 3-5 мм, длина 300-500 мм, диаметр каналов не менее 0,9 мм.
В один и тот же канал изоляционной трубки следует помещать термоэлектроды только одной марки.
При армировании отожженных термоэлектродов должны быть приняты меры, исключающие возможность их деформирования и загрязнения особенно на участке, погружаемом в печь при испытании.
Концы термоэлектродов, свободные от керамической изоляции, помещают в гибкие электроизоляционные трубки диаметром до 2,5 мм. На участке длиной 150 мм свободные концы термоэлектродов оставляют без какой-либо изоляции. Не более четырех испытуемых чувствительных элементов складывают в обшив пучок с однотипным образцовым термометром 2-го разряда, выравнивают рабочие концы и обвязывают пучок в двух местах отрезками платинородиевой проволоки диаметром 0,5 мм. Рабочие концы всех термоэлектродов вытягивают на 12-15 мм из керамической изоляции и плотно стягивают их друг с другом вблизи спаев несколькими витками платинородиевой проволоки диаметром 0,3-0,5 мм, прячем электрический контакт между отдельными термоэлектродами должен быть образован в месте их связки.
Пучок чувствительных элементов градуировок типа ПП погружают на глубину (250±10) мм в рабочее пространство горизонтальной трубчатой печи и центрируют по оси защитной кварцевой трубы. Торцевые отверстия печи прикрывают заслонками или щитками из прокаленного листового асбеста.
Свободные концы поверяемых чувствительных элементов (в случае необходимости удлиненных проводами) и образцового термопреобразователя термостатируют в сосудах как описано выше и подсоединяют к измерительной установке (рис. 1.5).8
Глава 2. Проведение испытаний термопреобразователя ТХК 008-000
2.1. Внешний осмотр термопреобразователя ТХК 008-000
При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие чувствительных элементов термопреобразователей следующим требованиям.
Проверку электрической прочности и сопротивления изоляции преобразователей проводят по ГОСТ 6616-74.
Проверку стабильности преобразователей и чувствительных элементов проводят при максимальной температуре длительного применения, установленной в НТД на поверяемый преобразователь, путем трехкратного измерения т.э.д.с. при этой температуре до и после двухчасового отжига в печи.
Чувствительные элементы градуировок типа ТХК должны быть без защитной арматуры, термоэлектроды должны иметь чистую электрическую изоляцию. Длина термопреобразователей и их чувствительных элементов должна быть не менее 250 мм. Термопреобразователи и чувствительные элементы длиной менее 250 мм поверяют по методикам, утвержденным в установленном порядке. Чувствительные элементы с термоэлектродами диаметром 1 мм и более должны иметь клеммные колодки, закрепленные на термоэлектродах, для подключения удлинительных проводов. Термоэлектроды чувствительных элементов должны иметь ровную поверхность без трещин, раковин, расслоений, загрязнений, видимых невооруженным глазом, а также без отслаивающейся окалины. Место сварки рабочих концов термоэлектродов не должно быть пористым или ошлакованным.
Чувствительные элементы градуировок типов ПП должны быть без арматуры и электрической изоляции на термоэлектродах или в электрической изоляции. Длина чувствительных элементов термопреобразователей градуировок типа ПП должна быть не менее 500 мм. Термоэлектроды должны быть свернуты в кольцеобразный моток диаметром 60-100 мм и представлены в упаковке, исключающей возможность их деформирования и загрязнения. Термоэлектроды чувствительных элементов, поступивших на первичную поверку, не должны иметь сварок, перетяжек, резких изгибов под углом. На поверхности термоэлектродов не должно быть видимых невооруженным глазом плен, трещин, раковин, расслоении и загрязнений.
Чувствительные элементы, поступившие на периодическую проверку, могут иметь не более двух сварок по длине каждого термоэлектрода на расстоянии не менее 250 ми от рабочего конца и незначительные загрязнения поверхности, устранимые при отжиге. К испытаниям не допускают чувствительные элементы с хрупкими термоэлектродами.
На каждом чувствительном элементе, поступающем на испытания, должна быть подвешена бирка с указанием номера и обозначения стандартной градуировки. Допускается эти данные указывать на клеммной колодке чувствительного элемента.
Результаты внешнего осмотра заносят в протокол испытаний по формам, приведенным в главе 3. При необходимости чувствительные элементы из благородных металлов взвешивают с погрешностью не более 0,05 г.9
2.2. Определение т. э. д. с. термопреобразователя
Градуировочные характеристики чувствительных элементов должны соответствовать их стандартным градуировочным характеристикам в пределах отклонений, допускаемых ГОСТ 3044-77.
При проверке этого требования определяют т. э. д. с. чувствительного элемента при нескольких заданных значениях температуры его рабочего конца и температуре свободных концов, равной 0 °С. Полученные результаты сравнивают с данными стандартных градуировочных таблиц при тех же значениях температуры.
При испытаниях чувствительных элементов их т. э. д. с. должна быть определена не менее чем при четырех значениях температуры, указанных в табл. 2.1.
Таблица 2.1.
Значения температуры при измерениях т. э. д. с.
У чувствительных элементов специального назначения, применяемых в более узком диапазоне температур, указанном заказчиком, допускается определять т. э. д. с. только в границах этого диапазона, но не менее чем при трех значениях температуры, равностоящих друг от друга.
Допускается определять т. э. д. с. термопреобразователей и чувствительных элементов, поступивших на первичное исследование и изготовленных из аттестованных бухт термоэлектродного материала (стандартных образцов свойств термоэлектродных материалов), при одном значении температуры, соответствующем верхнему пределу применения.10
Т. э. д. с. чувствительные элементов градуировок типов ТХК определяют в последовательности, приведенной ниже.
Нагревают термостат (водяной или масляный) или горизонтальную трубчатую печь до заданного значения температуры с допускаемым отклонением не более чем ±0,5 °С при нагревании в термостате и ±10 °С при нагревании в печи.
Температуру контролируют образцовым ртутно-стеклянным или платинородий-платиновым термоэлектрическим термометром 3-го разряда. При измерениях т. э. д. с. поверяемых чувствительных элементов температура не должна меняться более чем на 0,1 °С/мин в термостате и 0,4 °С/мин в печи.
Измерения начинают с образцового термометра и заканчивают последним поверяемым чувствительным элементом, после чего все измерения последовательно повторяют в обратном порядке и т.д. до получения четырех отсчетов в каждом ряду.
Интервалы времени между отсчетами т. э. д. с. во всем измерительном цикле должны быть примерно одинаковыми.
По показаниям ртутных стеклянных термометров определяют и заносят в протокол испытаний значения температуры свободные концов образцового термоэлектрического термометра и проверяемых чувствительных элементов. Погрешность измерения температуры свободных концов не должна превышать 0,1 °С.
Показания образцового ртутного термометра считывают с точностью цены наименьшего деления. Отсчеты т. э. д. с. образцового термоэлектрического термометра производят до мВ, отсчеты т. э. д. с. поверяемых чувствительных элементов до мВ. Значения заносят в протокол испытаний (см. ниже). Выполняют операции, перечисленные выше, при всех заданных значениях температуры (см. табл. 2.1).
Определение т. э. д. с. чувствительных элементов градуировок типов ПП методом поэлектродного сличения с образцовыми платинородий-платиновыми и платинородиевыми термоэлектрическими термометрами 2-го разряда проводят в последовательности, приведенной ниже.
Нагревают горизонтальную или вертикальную трубчатую печь до заданного значения температуры с допускаемым отклонением не более чем ±10 °С. Температуру контролируют образцовым термометром. При измерениях т. э. д. с. поверяемых чувствительных элементов температура не должна меняться более чем на 2 °С/мин.
Измеряют т. э. д. с. образцового термометра . Измеряют термоэлектродов проверяемых чувствительных элементов в паре с одноименными термоэлектродами образцового термометра. Т. э. д. с. каждой пары термоэлектродов измеряют дважды: вначале измерения ведут в прямом порядке, переходя последовательно от первого чувствительного элемента к последнему, после чего измерения повторяют в обратном порядке, снова измеряют .
Все отсчеты проводят до мВ. Значения и с указанием знака заносят в протокол исследования (см. ниже).
По показаниям ртутных стеклянных термометров определяют и заносят в протокол исследования с округлением до 1 °С значения температуры свободных концов образцового термоэлектрического термометра. Выполняют операции, перечисленные выше, при всех заданных значениях температуры (см. табл. 2.1). Поверяемые чувствительные элементы освобождают от электрической изоляции, свертывают в кольцеобразный моток диаметром 60-100 мм и помещают в упаковку, предназначенную для них.
2.3. Обработка результатов измерения
1. Обработка результатов т. э. д. с. чувствительных элементов градуировок типа ТХК.
Из результатов измерений, выполненных ранее, вычисляют средние температуры в термостате по показаниям образцового ртутного термометра и средние значения т. э. д. с. чувствительного элемента.
Средние значения т. э. д. с. образцового термоэлектрического термометра и каждого из поверяемых чувствительных элементов приводят в температуре свободных концов, равной 0 °С. Необходимую поправку определяют в каждом случае по соответствующей стандартной градуировочной таблице, указанной в ГОСТ 3044-77 (градуировок типов ПП и ТХК). Поправка имеет знак «плюс» и численно равна табличному значению т. э. д. с. при такой температуре, какую при исследовании имели свободные концы. Приведенные значения т. э. д. с. заносят в протокол исследования.11
В показания образцового ртутного термометра вводят поправки, значения которых даны в свидетельстве исследования, и действительное значение температуры вносят в протокол проверки.
По приведенному значению т. э. д. с. образцового термометра определяют температуру t рабочих концов поверяемых чувствительных элементов по формуле
. (1)
где - приведенное значение т. э. д. с. образцового термометра, мВ;
- значение т. э. д. с., взятое из свидетельства на образцовый термометр, ближайшее к ;
- температура, соответствующая значению , °С;
- приращение т. э. д. с. образцового платино-родиевого термометра на единицу температуры (мВ/°С), взятое из таблицы 2.2.
Таблица 2.2.
Приращение т. э. д. с. образцового платино-родиевого термометра.
По стандартной градуировочной таблице, указанной в ГОСТ 3044-77, для поверяемых чувствительных элементов градуировок типа ТХК находят нормированное значение их т. э. д. с., соответствующее температуре образцового ртутного термометра или температуре t, вычисленной по формуле (1).
Для каждого поверяемого чувствительного элемента определяют разность между приведенным и нормированным значениями т. э. д. с. при каждой температуре.
Разность указанных значений должна быть в пределах, установленных ГОСТ 3044-77. Чувствительные элементы термопреобразователей технических термоэлектрических термометров, не удовлетворяющих этому требованию хотя бы при одном из заданных значений температуры, должны быть забракованы.
Результаты измерений т. э. д. с. термопреобразователей разборных конструкций, поверяемых в арматуре, и термопреобразователей неразборных конструкций обрабатывают аналогично.
Обработка результатов измерений т. э. д. с. при поверке чувствительных элементов, градуировок типов ПП проводится методом поэлектродного сличения.
Из результатов измерений, выполненных ранее, вычисляют среднее значение т. э. д. с. образцового термометра и приводят его к температуре свободных концов, равной 0 °С, как указано ранее.
По формуле (1) находят значение температуры t, при которой произведено поэлектродное сличение. Значения берут из табл. 2.2 при поверке чувствительных элементов градуировки типа ПП.
Из результатов измерений, выполненных ранее, вычисляют средние арифметические значения т. э. д. с. термоэлектродов, каждого исследуемого чувствительного элемента в паре с одноименными термоэлектродами образцового термометра ().
Определяют разность по формуле
, (2)
где - т. э. д. с. пары, образованной положительными термоэлектродами образцового термометра и исследуемого чувствительного элемента при температуре t, мВ.
- т. э. д. с. пары, образованной отрицательными термоэлектродами образцового термометра и исследуемого чувствительного элемента при температуре t, мВ.
Вычисляют значение т. э. д. с. поверяемых чувствительных элементов при температуре t no формуле
, (3)
где - т. з. д. с. образцового термометра, значения которой даны в свидетельстве об испытании при температуре t. По стандартной градуировочной таблице, приведенной в ГОСТ 3044-77, для поверяемых чувствительных элементов градуировок типа ПП находят нормированное значение их т. э. д. с, соответствующее температуре t, вычисленной по формуле (1).
Для каждого исследуемого чувствительного, элемента определяют разность между приведенными и нормированным значениями т. э. д. с. при каждой температуре. Разность указанных значений должна быть в пределах, установленных в ГОСТ 3044-77.