温度测量是工业、农业、国防和科研等部门最普遍的测量项目。笔者在对工作用铠装廉金属热电偶的检定过程中发现，如对现有的检定方法作适当改动，则可使检定方法更实用，操作更方便，同时在对检定结果毫无影响的情况下又可减少对标准热电偶的污染及损伤，从而延长标准热电偶的使用寿命。

1　现有检定方法的弊端

　　按照规程检定方法应是：“将标准热电偶套上高铝保护管，与套好高铝保护绝缘瓷珠的被检热电偶用细镍铬丝捆扎成圆形一束，其直径不大于20mm，捆扎时，应将被检热电偶的测量端围绕标准热电偶测量端均匀分布一周，并处于垂直标准热电偶同一截面上。”“将捆扎成束的热电偶装入检定炉内，热电偶的测量端应处于管式炉最高温区中心，标准热电偶应与管式炉轴线位置一致。”
　　规程中与标准热电偶一起捆扎的一般是从保护套管中抽出后套好高铝绝缘瓷珠的被检热电偶，而被检的铠装热电偶是外套金属管，内装绝缘材料及电偶丝，三者组合加工而成的坚实缆状组合体，所以不能抽出。金属管套的外径为1～8mm，常用的铠装热电偶的外径为4～5mm，硬度大，因材质的不同，和标准热电偶一起捆扎时，很难保证捆扎效果是“处于垂直标准热电偶同一截面上”，如捆扎用力过大又可造成标准热电偶的高铝保护管破裂。另外，每检定一次，标准热电偶就要和被检热电偶一起捆扎一次，反复接触很容易造成对标准热电偶的污染，使标准热电偶的稳定性下降，影响测量结果的准确性。再则每次捆扎后都要重新接线，频繁的接线、拉动也容易使标准热电偶的保护套管口对其造成损伤，使其断裂而导致报废，影响标准热电偶使用寿命。

2　对捆扎方法的探讨

　　管状检定炉其外形为圆柱体，工作部分是炉膛，炉体一般长为600mm，工作时横放在支架上，其炉温的温场曲线如图1所示。

图1　炉温温场曲线

　　从曲线图中可以看出检定炉温场的最高温区在距炉子一端300mm处，温度变化是以300mm处为对称轴，随着离中心点距离的增大而均匀降低。检定热电偶时，如果将标准热电偶固定于检定炉一端沿轴线伸入炉中最高温区处，将被检热电偶捆扎后置于检定炉的另一端也沿轴线伸入到检定炉最高温区内，这样使标准热电偶与被检热电偶的测量端在检定炉最高温区内接触，如图2所示。图2中的检定方法用测量端在最高温区内接触来保证其“处于垂直标准热电偶同一截面上”，因此这种捆扎方式及安放炉中方式的改变不会影响到测量的准确性。

图2　检定原理示意图

　　由于采用了这种方法可避免标准热电偶与被检热电偶的频繁接触所带来的污染，减少了对标准热电偶稳定性的影响。另外，不论检定多少次被检热电偶，标准热电偶可固定不动，接线也固定不变，每次检定时只需检查标准热电偶是否移动，保证其不偏离检定炉轴心位置即可，从而免去了经常接线对标准热电偶造成的损伤，延长了热电偶的使用寿命。

3　新的捆扎方法测量准确度的验证

　　热电偶测量温度的基本原理是热电效应。热电偶是将2种不同金属材料的一端焊接而成，焊接的一端叫测量端，未焊的一端叫参考端，参考端在使用时通常为恒温(如0℃）。当测量端加热时，接点处有热电势产生，其大小和方向只与这2种金属材料的特性和测量端的温度有关，与热电极的尺寸、形状及沿电极温度分布无关。由上可知，在检定时，金属材料已确定，重要的是使标准热电偶和被检热电偶的测量端的温度一致，参考端的温度恒定，就可保证测量准确可靠。从图2可看出新的捆扎及安放方式是使标准热电偶的测量端与被检热电偶的测量端在检定炉中心最高温区内接触，这就保证了标准和被检热电偶的测量端的温度一致，而参考端又放在同一冰点恒温器内，这就从理论上保证了检定的准确性。
　　实测数据(见表1)可证明理论分析的可靠性。

　　　　表1　测量数据记录表

　　表中数据是在炉温为800℃时，用2种方法检定标准热电偶A和被检热电偶B所得，一种方法(即改动前)用原规程中的检定方法将A、B两支热电偶的测量端捆扎一起并处于垂直标准热电偶同一截面上测量，读数6次所得数据；另一种(即改动后方法)是将A、B 2支热电偶分别固定在检定炉两端，测量端在炉中轴线上最高温区接触测量，读数6次所得数据，读数顺序：A→B→B→A→A→B→B→A→A→B→B→A。计算出在800℃时2种方法测得的被检热电偶热电势平均值_前被为7．3409mV；_后被为7．3466mV；标准热电偶热电势平均值_前标为7．3441mV；_后标为7．3500mV。标准热电偶A在证书上800℃时的热电势e_标为7．344mV；被检热电偶B在分度表上查得800℃时的热电势e_分为7．345mV；标准和被检热电偶在800℃时的微分电势S_标、S_分同为10．87　μV／℃，将以上数值代入热电势误差公式：

Δe＝e^－_被＋(e_标－e^－_标)／S_标×S_被－e_分

　　经计算得出改动前测量的示值误差值为－4．2　μV，改动后测量的示值误差值为－4．4μV，2种测量方法的差值为0．2μV；800℃时的微分值为10．87μV／℃，2种方法测量的结果差值换算成温度仅为0．02℃；二等热电偶标准装置的总不确定度为1．2℃，此差值大大小于总不确定度，可见新的捆扎方法对测量结果基本上无影响。
　　理论实践证明，对廉金属热电偶的检定捆扎方法及安装方式的改变是切实可行的，它适用于任何热电极长度大于300mm的在检定炉中检定的热电偶，检定时只需保证将标准热电偶固定在检定炉轴线并使其与被检热电偶的测量端在检定炉中心最高温区内接触，即可保证检定结果的准确可靠性。