雙金屬溫度計(jì)計(jì)量校準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范

2025-05-29 16:11

雙金屬溫度計(jì)是一種基于材料熱膨脹差異原理設(shè)計(jì)的溫度指示儀表，廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的管道、罐體和機(jī)械設(shè)備的溫度監(jiān)測(cè)。為了確保其示值的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性及符合性，需定期進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)量校準(zhǔn)操作。本文將從校準(zhǔn)準(zhǔn)備、實(shí)施流程、不確定度評(píng)估等方面，系統(tǒng)介紹雙金屬溫度計(jì)的校準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范。

一、工作原理概述

雙金屬溫度計(jì)由兩種膨脹系數(shù)不同的金屬材料復(fù)合而成的彎曲元件組成。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，由于兩種金屬熱膨脹速率不同，造成復(fù)合片彎曲，進(jìn)而帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)，顯示當(dāng)前溫度。該類溫度計(jì)常用于中低溫測(cè)量（一般不超過(guò)500℃），具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)需供電、讀數(shù)直觀等特點(diǎn)。

二、校準(zhǔn)前準(zhǔn)備

1. 校準(zhǔn)設(shè)備要求

為保證校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的可溯源性與準(zhǔn)確性，需使用具備計(jì)量資質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)器具，包括：

  • 標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)：例如二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)熱電偶或鉑電阻；

  • 恒溫設(shè)備：如干體爐、恒溫油槽或鹽浴爐，溫度穩(wěn)定性 ≤ ±0.1℃；

  • 輔助工具：秒表、固定支架、數(shù)據(jù)記錄表、校準(zhǔn)標(biāo)簽等。

2. 環(huán)境條件要求

  • 溫度：20℃ ±2℃；

  • 濕度：≤ 75%RH；

  • 避免陽(yáng)光直射、空調(diào)出風(fēng)、震動(dòng)與電磁干擾。

三、校準(zhǔn)流程步驟

1. 儀器初檢

  • 檢查溫度計(jì)外殼、連接螺紋、感溫元件是否完好；

  • 確認(rèn)表盤清晰、指針復(fù)位正常、零點(diǎn)準(zhǔn)確無(wú)卡滯；

  • 若發(fā)現(xiàn)物理?yè)p壞，應(yīng)暫停校準(zhǔn)并作記錄處理。

2. 校準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置

  • 依據(jù)雙金屬溫度計(jì)的標(biāo)稱量程（如0～300℃），選取不少于3個(gè)代表性溫度點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)；

  • 推薦點(diǎn)位：低點(diǎn)（≈25%量程）、中點(diǎn)（≈50%）、高點(diǎn)（≈75%～90%）；

  • 對(duì)特殊用途設(shè)備（如僅用于某一固定點(diǎn)控制）可適當(dāng)精細(xì)設(shè)置點(diǎn)位。

3. 校準(zhǔn)操作

  • 將雙金屬溫度計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)同時(shí)插入恒溫設(shè)備感溫區(qū)；

  • 保持靜置并熱平衡10～15分鐘，讀取兩者示值；

  • 每個(gè)溫度點(diǎn)至少重復(fù)測(cè)量2～3次，取平均值；

  • 記錄標(biāo)準(zhǔn)溫度、被校溫度、差值（誤差）等信息。

4. 數(shù)據(jù)處理

  • 計(jì)算各點(diǎn)誤差 ΔT = T_被測(cè) − T_標(biāo)準(zhǔn)；

  • 繪制“溫度—誤差”校準(zhǔn)曲線；

  • 分析是否存在線性偏差、系統(tǒng)性誤差或局部失準(zhǔn)。

四、不確定度評(píng)估

對(duì)整個(gè)校準(zhǔn)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量不確定度分析，包括：

  • 標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)的不確定度；

  • 恒溫源溫度均勻性和穩(wěn)定性；

  • 被校溫度計(jì)的示值分辨率；

  • 讀數(shù)人主觀判讀誤差；

  • 環(huán)境干擾因素。

應(yīng)計(jì)算擴(kuò)展不確定度（k=2），并在校準(zhǔn)報(bào)告中明示其評(píng)估模型與計(jì)算結(jié)果。

五、判定與結(jié)果處理

  • 根據(jù)雙金屬溫度計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)（如1.5級(jí)、2.5級(jí)），對(duì)比各點(diǎn)誤差與最大允許誤差（如±1.5%FS）；

  • 若所有誤差均滿足要求，校準(zhǔn)合格；

  • 若有點(diǎn)位超差但可調(diào)節(jié)（如可調(diào)指針），進(jìn)行調(diào)修后復(fù)檢；

  • 如結(jié)構(gòu)性缺陷導(dǎo)致無(wú)法修復(fù)，應(yīng)判定不合格并建議更換。

六、校準(zhǔn)周期與建議

使用場(chǎng)合 推薦校準(zhǔn)周期
實(shí)驗(yàn)室、質(zhì)檢崗位 每6～12個(gè)月
一般工業(yè)現(xiàn)場(chǎng) 每12個(gè)月
設(shè)備搬動(dòng)或維修后 啟用前重新校準(zhǔn)
溫度漂移風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)合 每6個(gè)月或更短

七、校準(zhǔn)證書(shū)內(nèi)容

完成校準(zhǔn)后，應(yīng)由具備資質(zhì)的人員簽發(fā)《溫度計(jì)校準(zhǔn)證書(shū)》，內(nèi)容包括：

  • 被校設(shè)備信息（型號(hào)、編號(hào)、等級(jí)、量程）；

  • 校準(zhǔn)日期與下次建議校準(zhǔn)時(shí)間；

  • 使用的標(biāo)準(zhǔn)器信息與有效期；

  • 每個(gè)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)值、示值、誤差、不確定度；

  • 校準(zhǔn)人員簽字與機(jī)構(gòu)蓋章。

雙金屬溫度計(jì)雖為非電子式儀表，但其測(cè)量精度直接影響設(shè)備安全、工藝穩(wěn)定與產(chǎn)品質(zhì)量。通過(guò)定期實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)量校準(zhǔn)流程，不僅能發(fā)現(xiàn)潛在故障，還能保障數(shù)據(jù)的可追溯性和設(shè)備的長(zhǎng)期可用性。建議企業(yè)建立設(shè)備臺(tái)賬，配合周期校準(zhǔn)、狀態(tài)監(jiān)控與記錄歸檔，實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量設(shè)備的全生命周期質(zhì)量管理。