校准装置的数据验证测试

根据校准规范的要求，需要对电阻炉内部温度的均匀度和稳定性参数进行校准。为此，设定了2个温度点，以及9个测温点[5]。将8个测温点分别置于测温区的八个端角上，另一个测温点选择距控温热电偶测量端延伸方向不超过150 mm处的测温区内，如图4所示。
3.1   温度的均匀度测试
温度的均匀度是指在校准温度点，待被测温度区域达到热稳定状态时，测温区内各测温点上测得的最高、最低实际温度分别与中心点实际温度之差[2]。在空载状态下，测试人员分别对300℃及1000℃两个温度点进行测量，得到各测温点的温度，如表1和表2所示。

表  1  300℃温度测量数据
Table  1.  300 ℃ temperature measurement data ℃
时间 1 2 3 4 5 6 7 8 9
11：08：53 299.8 299.8 299.5 299.6 298.6 299.7 299.7 298.9 299.5
11：09：53 299.6 299.7 299.6 299.9 299.6 299.0 299.5 298.9 299.8
11：10：30 299.7 299.8 299.4 298.8 298.8 299.4 299.6 298.6 299.6
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表  2  1000℃温度测量数据
Table  2.  1000 ℃ temperature measurement data
时间 1 2 3 4 5 6 7 8 9
14：21：20 999.8 999.8 998.4 998.9 998.8 999.7 999.7 998.9 999.5
14：22：20 999.5 999.7 999.6 999.9 999.6 999.0 999.5 998.9 999.6
14：23：20 999.9 999.8 999.4 998.8 998.8 999.4 999.6 998.6 999.6
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按照校准规范的规定，需要测量各个测温点上测得的最高、最低实际温度和中心点的实际温度，按式（1）计算各个测温点的实际温度（实际温度=读数平均值+修正值）

tpn=1m∑i=1mtij+txj
(1)
式中，m为测量次数，tij代表第j个测温点的瞬时温度；txj表示校准装置第j个测温点的修正值。测得各个测温点的实际温度值，得到其最大值与最小值，再测得中心点的实际温度值，测温点最大值与中心点实际温度值之差为最大均匀度，测温点最小值与中心点实际温度值之差为最小均匀度，可测得该校准装置测量箱式电阻炉的温度均匀度。在1000℃及300℃可得到炉温的均匀度在±4℃以下，达到了国家计量标准的要求。

3.2   温度的稳定度测试
炉温稳定度是指在校准温度下，待被测温度区域达到热稳定状态时，中心（监控）点上测得温度的最大值、最小值分别与该点平均值之差。测得中心点处温度值，求其算数平均值tp，找出中心点温度的最大值与最小值th和tl，根据δ+=th?tp和δ?=tl?tp计算炉温稳定度δ+和δ?，该炉温稳定度达到了±1℃以下，满足用户和计量规范要求。

4.   结论
本文采用单片机智能转换开关与PC系统软件上下联控的方法，实现温度传感器组数据的采集并实时输入电测仪表，同时将其转换为所选通道对应的温度值，达到温度数据采集的目的，采集方式可以自选通道数和设定时间间隔。利用该校准装置与传统校准方法进行比较，实验结果表明，该校准装置集成化高、智能性强、性能稳定、数据采集快速准确，可以对采集数据进行实时温度补偿和修正。该装置有效的解决了现场校准过程中的难点，极大的提高了校准效率，非常适合检测人员对电阻炉开展现场校准工作，具备较强的实用和推广价值。