Калибровка Термопар | КИП и Я - записки киповца

Для того, чтоб быть уверенным в показаниях приборов, например температуры, нужно периодически недоверять технике и проверять ее. Вернее калибровать.

Поводом может быть изменение показаний прибора, при схожем техпроцессе. Вот у меня например одна платиновая термопара (ПП (S)) показывала на 60 градусов меньше чем моя контрольная портативная ТНН с прибором ИТП-3. Все настроились в уме, что нужно прибавлять градусов 60 и так было до того, пока после внепланового изменения температуры на объекте измерения (понижение) термопара стала врать на 100 градусов.

Всё осложнялось тем, что нерадивые подрядчики вставили ее в обсадную трубу меньшего диаметра и ее зажало в трубе. Т.е. достать ее для осмотра я смог только недавно… Керамический кожух термопары был поломан и спай просто телепался сам по себе. Я вообще удивился, что она хоть что-то показывала еще и с постоянной разницей.


Вобщем меняя термопары решил заодно производить калибровку приборов, к которым подключены термопары. Для этого термопару отключаем термопару от измерительного преобразователя, который преобразует нам миливольты в ток (для передачи на большое расстояние по обычным проводам). Без преобразователя можно подключать термопару непосредственно, но недалеко и термокомпенсационными проводами, что очень не дёшево выходит. Да и если захочется сменить например платиновую термопару на ТХА, то нужно будет только поменять саму термопару и преобразователь да поменять настройку в приборе. Провода остаются на месте, иногда это может быть решающим фактором.

Вместо термопары включаем специальный прибор — калибратор. Я пользовался калибратором фирмы Микротерм модель МТМ1000. Портативный удобный калибратор. Он генерирует нам напряжение как от рабочей термопары с точностью 0,1 градус цельсия. Выбираем к примеру 5 точек — значения температуры (200, 400, 600, 800, 1000 градусов) и подаёте сигнал на преобразователь. А на измерителе (или регуляторе) смотрите значения температуры, вернее расхождение показываемых значений с заданными точками в калибраторе.

И согласно инструкции вашего регулятора правите в нем это дело. Если прибор показывает расхождение в несколько градусов — это вполне нормально. Механизм калибровки даёт нам знать о состоянии термопар. Т.к. если после калибровки показания не совпадают с контрольной термопарой, то скорей всего термопара уже изжила своё.

Стан- ДСТУ ДСТУ ГОСТ ДСТУ ГОСТ ДСТУ   ДСТУ
дарт IEC IEC   IEC   IEC ANSI IEC
ТП ТПП13 ТПП10 ТПП68 ТПР ТПР68 А-1   ТНН
Т°С R S   В   ВР-1 C N
-200               -3,990
-150               -3,336
-100               -2,407
-50 -0,226 -0,236           -1,269
0 0,000 0,000 0,000 0,000   0,000 0,000 0,000
50 0,296 0,299 0,297 0,002   0,636 0,699 1,340
100 0,647 0,646 0,644 0,033   1,337 1,451 2,774
150 1,041 1,029 1,026 0,092   2,086 2,250 4,302
200 1,469 1,441 1,436 0,178   2,872 3,089 5,913
250 1,923 1,874 1,867 0,291   3,684 3,962 7,597
300 2,401 2,323 2,314 0,431 0,443 4,514 4,864 9,341
350 2,896 2,786 2,777 0,596 0,613 5,355 5,788 11,136
400 3,408 3,259 3,250 0,787 0,808 6,204 6,731 12,974
450 3,933 3,742 3,728 1,002 1,029 7,056 7,688 14,846
500 4,471 4,233 4,216 1,242 1,274 7,908 8,655 16,748
550 5,021 4,732 4,714 1,505 1,540 8,758 9,629 18,672
600 5,583 5,239 5,218 1,792 1,830 9,604 10,606 20,613
650 6,157 5,753 5,731 2,101 2,142 10,446 11,584 22,566
700 6,743 6,275 6,253 2,431 2,476 11,282 12,559 24,527
750 7,340 6,806 6,780 2,782 2,832 12,111 13,530 26,491
800 7,950 7,345 7,317 3,154 3,208 12,932 14,494 28,455
850 8,571 7,893 7,864 3,546 3,608 13,745 15,451 30,416
900 9,205 8,449 8,416 3,957 4,025 14,548 16,397 32,371
950 9,850 9,014 8,978 4,387 4,462 15,343 17,333 34,319
1000 10,506 9,587 9,550 4,834 4,916 16,127 18,257 36,256
1050 11,173 10,168 10,128 5,299 5,387 16,900 19,169 38,179
1100 11,850 10,757 10,714 5,780 5,878 17,662 20,066 40,087
1150 12,535 11,351 11,306 6,276 6,384 18,412 20,950 41,976
1200 13,228 11,951 11,904 6,786 6,904 19,151 21,820 43,846
1250 13,926 12,554 12,504 7,311 7,439 19,877 22,674 45,694
1300 14,629 13,159 13,107 7,848 7,982 20,590 23,514 47,513
1350 15,334 13,766 13,712 8,397 8,539 21,290 24,339  
1400 16,040 14,373 14,315 8,956 9,106 21,977 25,149  
1450 16,746 14,978 14,914 9,524 9,679 22,651 25,943  
1500 17,451 15,582 15,511 10,099 10,259 23,312 26,723  
1550 18,152 16,182 16,102 10,679 10,844 23,959 27,487  
1600 18,849 16,777 16,685 11,263 11,429 24,594 28,236  
1650 19,540 17,366   11,848 12,014 25,215 28,970  
1700 20,222 17,947   12,433 12,603 25,823 29,688  
1750 20,877 18,503   13,014 13,193 26,417 30,391  
1800       13,591 13,778 26,999 31,079  
1850           27,567 31,750  
1900           28,121 32,404  
1950           28,662 33,041  
2000           29,189 33,660  
2050           29,701 34,260  
2100           30,198 34,840  
2150           30,680 35,398  
2200           31,146 35,932  
2250           31,597 36,441  
2300           32,032 36,923  
2350           32,453    
2400           32,861    
2450           33,257    
2500           33,647    

Основные значения термо-ЭДС стандартных термопар.

Градуировочные характеристики преобразователей (свободные концы ТП при 0°С)

Номинальные статические характеристики преобразования, термо-ЭДС, мВ

Стан-   ДСТУ ДСТУ ДСТУ ДСТУ ДСТУ ГОСТ   ДСТУ ГОСТ
дарт ANSI IEC IEC IEC IEC IEC,D   ANSI IEC  
ТП   ТМК ТМКн ТЖК ТХКн ТХК ТХК68   ТХА ТХА68
Т°С M M Т J E L   P K  
-200   -6,151 -5,603 -7,890 -8,825 -9,488 -9,488   -5,891 -5,892
-150   -5,112 -4,648 -6,500 -7,279 -7,831 -7,831   -4,913 -4,914
-100   -3,718 -3,379 -4,633 -5,237 -5,641 -5,641   -3,554 -3,553
-50 -1,732 -2,002 -1,819 -2,431 -2,787 -3,004 -3,004   -1,889 -1,889
0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
50 1,951 2,254 2,036 2,585 3,048 3,306 3,350 1,575 2,023 2,022
100 4,091 4,725 4,279 5,269 6,319 6,861 6,898 3,300 4,096 4,095
150 6,381   6,704 8,010 9,789 10,624 10,624 5,154 6,138 6,137
200 8,777   9,288 10,779 13,421 14,561 14,570 7,115 8,138 8,137
250 11,225   12,013 13,555 17,181 18,643 18,690 9,163 10,153 10,151
300 13,663   14,862 16,327 21,036 22,843 22,880 11,281 12,209 12,207
350 16,002   17,819 19,090 24,964 27,135 27,130 13,454 14,293 14,292
400 18,181   20,872 21,848 28,946 31,491 31,480 15,667 16,397 16,395
450 20,399     24,610 32,965 35,888 35,870 17,905 18,516 18,513
500 22,703     27,393 37,005 40,300 40,270 20,158 20,644 20,640
550 25,095     30,216 41,053 44,710 44,670 22,414 22,776 22,772
600 27,574     33,102 45,093 49,107 49,090 24,663 24,905 24,902
650 30,135     36,071 49,116 53,485 53,480 26,895 27,025 27,022
700 32,769     39,132 53,112 57,841 57,820 29,101 29,129 29,128
750 35,470     42,281 57,080 62,169 62,120 31,272 31,213 31,214
800 38,228     45,494 61,017 66,442 66,420 33,406 33,275 33,277
850 41,036     48,715 64,922     35,502 35,313 35,314
900 43,884     51,877 68,787     37,556 37,326 37,325
950 46,768     54,956 72,603     39,565 39,314 39,310
1000 49,680     57,953 76,373     41,529 41,276 41,269
1050 52,617     60,890       43,443 43,211 43,202
1100 55,574     63,792       45,308 45,119 45,108
1150 58,549     66,679       47,123 46,995 46,985
1200 61,537     69,553       48,887 48,838 48,828
1250 64,530             50,599 50,644 50,633
1300 67,523             52,258 52,410 52,398
1350 70,511             53,863 54,138  
1400 73,503                  

1. P — Platinel 5355 — Platinel 7674. C — Tungsten 5% Rhenium — Tungsten 26% Rhenium

2. НСХ ТСС(I) близка к ТХА(К), с диап. 0-800 С. НСХ ВР(А)-1 находится между (А)-3 и (А)-2 для диап. 0-1800 С, отличие 0,3%.

3. Термопары R, S, ТПП13, ТПП10 и ТПП68 не требуют компенсации свободных концов.

4. Стандарты: IEC — IEC584, DIN IEC584, ANSI — ANSI/ASTM, D — DIN43710, ДСТУ — ДСТУ2837-94, ДСТУ2857-94, ГОСТ — ГОСТ6616-68.

Врала у меня одна термопара. Старая термопара ТХА типа в керамическом корпусе.
Выведена она на микроловсикй прибор-регулятор МТР-8. Очень такой продвинутый приборчик микропроцессорный. Украинский производитель, находятся в Ивано-Франковске.

Регулятор МТР-8

Возле объекта измерения рядом с термопарой разумеется стоит преобразователь, который термо-ЭДС термопары преобразует в токовое значение 4-20 мА.

Калибруется термопара в приборе в ручную. Количество точек линеаризации 0. Т.е. по начальному и конечному значению (от 0 до 800 градусов).
Для того, чтобы убедится что связка прибор-преобразователь не врут нужно откинуть контакты термопары от преобразователя и закоротить их коротким проводником. Этим мы эмулируем подачу на измерительный преобразователь нуля градусов цельсия. Т.к. по таблице значений термо-ЭДС стандартных термопар при нуле градусов с термопары ничего не выдается — т.е. вольтметр на отключенной термопаре в ледяной воде должен показать 0.
Если закороченный преобразователь показывает на приборе 0 — то все в порядке (делаем вывод что проблема с термопарой). Если показывает к примеру 10, то нужно скомпенсировать эти 10 градусов в приборе с обратным знаком (т.е. начальную точку нужно с нуля опустить на -10).