双金属温度计校准工具

此工具用于填写双金属温度计的三点校准记录。输入参考温度以及每个点测得的两次读数后，工具会计算误差、滞后，以及二者各自占量程的百分比。

双金属温度计是什么

双金属温度计通过一条由两种金属结合而成的金属片测量温度。两种金属受热时的膨胀量不同，因此金属片会弯曲。金属片通常绕成线圈，带动表盘上的指针转动。

由于线圈是机械部件，温度下降时它不会回到与温度上升时完全相同的位置。这种差异称为滞后，校准时会对其进行测量。

为什么要设三个点

校准会在仪器的工作范围内检查其性能。三个点通常是最低要求：

零点，位于量程低端
中点，接近量程中部
满量程点，位于量程顶端

在每个点，先从低于该温度的方向接近，再从高于该温度的方向接近，因此会记录两个方向的读数。

公式

$e_r = r - s$

$e_f = f - s$

$h = \left| r - f \right|$

$S = a - b$

$p = \frac{x}{S} \times 100$

其中， $e_r$ 是从低于该温度的方向接近时某点的误差， $e_f$ 是从高于该温度的方向接近时的误差；r 和 f 是从这两个方向测得的读数，s 是该点的标准值，h 是滞后，S 是量程，a 和 b 分别是满量程点和零点的标准值，p 是占量程的百分比，x 是按这种方式表示的误差或滞后。

标准值是参考仪器显示的温度，该仪器被认为是准确的。正误差表示温度计读数偏高；负误差表示读数偏低。

算例

一支量程为 0 至 100 °C 的温度计在三个点进行检查。

点	标准	升温	降温	升温误差	降温误差	滞后
零点	0.00	0.40	0.60	+0.40	+0.60	0.20
中点	50.00	50.80	51.40	+0.80	+1.40	0.60
满量程点	100.00	99.50	99.50	−0.50	−0.50	0.00

量程为 100 − 0 = 100 °C。最大误差为 +1.40 °C，占量程的 1.40%。最大滞后为 0.60 °C，即占量程的 0.60%。

如何解读结果

仪器精度通常以量程的百分比表示，因此应将这些百分比与制造商的精度等级进行比较。标为等级 1 的温度计，其误差应保持在量程的 1% 以内。

误差较小但滞后较大，通常说明存在摩擦或线圈疲劳，而不是刻度发生了偏移。如果三个点的误差大小大致相同，说明指针可能只是发生了偏移，通常可以通过零点调节螺钉重新调零。

常见问题

为什么零点不能低于 0 °C？

在这份记录中，零点是经过认证的工作范围下限。工具将其保持在 0 °C 或更高，使量程从低端向上测量。

双金属温度计中的滞后是由什么引起的？

指针机构中的摩擦和双金属线圈的弹性滞后。线圈松弛时经过的路径，与加热时经过的路径并不完全相同。

误差应在升温时测量，还是在降温时测量？

两者都要测量。记录两个方向的读数，才能显现滞后。两者中较差的结果才是评价仪器时应采用的数值。

什么是量程？

满量程点与零点的标准值之差。该数值就是当前正在校准的测量范围宽度。

这份记录可以用于其他表盘式温度计吗？

可以。同样的三点法和同样的公式适用于任何机械式表盘温度计，包括充气式和充液式温度计。

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