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電導(dǎo)率測量儀溫度補償檢定方法及其問題 如何挑選購買測量儀

時間:2020-07-20    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     

      電導(dǎo)率測量儀溫度補償?shù)臋z定方法及問題。使用電導(dǎo)率儀的用戶都知道這一點,溶液的電導(dǎo)率與溫度密切相關(guān),因為溫度發(fā)生變化時,電解質(zhì)的電離度、溶解度、離子遷移速度、溶液黏度等都會發(fā)生變化,電導(dǎo)率也會變化。溫度升高,電導(dǎo)率增大。而此刻電導(dǎo)率儀的溫度補償功能就是為了克服溫度的影響。

  一、什么是電導(dǎo)率測量儀的溫度補償功能:

  將溶液在實際溫度下的電導(dǎo)率值轉(zhuǎn)換為參考溫度(一般為25℃)下的電導(dǎo)率值,使得溶液在不同溫度下的電導(dǎo)率具有可比性,現(xiàn)在市場上所使用的電導(dǎo)率儀都有溫度補償功能,以滿足各行各業(yè)比對或控制指標(biāo)的需要。本文以使用電導(dǎo)率儀時,檢定過程中需要的溫補功能說明,簡要的分析討論。

  在檢定過程中增加這一檢定項目也很有必要。實現(xiàn)電導(dǎo)率儀溫度補償?shù)臋z定有兩種方法,一種是溫補前的KMR為定值,一種是溫補后的KMV為定值,兩種方法依據(jù)的原理相同,具體的檢定步驟根據(jù)儀器設(shè)計的不同也可分為兩種方法。檢定過程中,我們還發(fā)現(xiàn)溫度設(shè)置會影響電導(dǎo)池常數(shù),分析表明電導(dǎo)率儀的溫度補償本質(zhì)上和電導(dǎo)池常數(shù)補償是相同的,當(dāng)儀器的溫度補償缺失或存在故障時,可以利用電導(dǎo)池常數(shù)的補償來實現(xiàn)電導(dǎo)率的溫度補償。

  二、溫度補償?shù)臋z定方法及問題

  對于電導(dǎo)率大于1×10-4S·cm-1的強電解質(zhì),電導(dǎo)率值與溫度存在線性關(guān)系:

  KT=K0〔1α(T-T0)〕(1);在檢定過程中,只要測得不同溫度下的電導(dǎo)率值,通過JJG376-2007中的式(5)可求出儀器的溫度系數(shù)α,從而實現(xiàn)對電導(dǎo)率儀溫度補償系數(shù)的檢定。

  將電導(dǎo)率儀常數(shù)Kcell設(shè)為1.00cm-1,輸入某一信號的電導(dǎo)率值(如50μS·cm-1),調(diào)節(jié)溫度傳感器模擬電阻,使溫度示值為25℃和15℃(35℃),再分別讀取對應(yīng)電導(dǎo)率儀測量值KMR和KMV。

  問題:

  1).國產(chǎn)電導(dǎo)率儀都是手動溫度補償,溫度系數(shù)無法設(shè)置,其默認(rèn)值為2.00%/℃。對于這類儀器,當(dāng)溫度設(shè)置為25℃時,為不補償狀態(tài),測得的電導(dǎo)率為KMR,而其他溫度下測得的電導(dǎo)率值為補償后的電導(dǎo)率值KMV,可實現(xiàn)溫度補償?shù)臋z定。

  2)對于不同的電導(dǎo)率儀,其溫度補償?shù)臋z定步驟也不盡相同,安徽賽科環(huán)保生產(chǎn)的DDS-307為例:后期生產(chǎn)(新型)的DDS-307電導(dǎo)率儀,調(diào)整溫度示值時,電導(dǎo)率發(fā)生顯著變化,定義為I型(DDS-308、國外產(chǎn)的電導(dǎo)率儀如con5等也歸于此類)。早期生產(chǎn)的DDS-307電導(dǎo)率儀,調(diào)整溫度示值時,電導(dǎo)率沒有任何變化,為了便于區(qū)別我們將其定義為II型(大部分?jǐn)?shù)顯式DDS-11A/12A也歸于此類)。

  對于I型儀器,其溫度系數(shù)的誤差可以按JJG376-2007描述方法來測量,先設(shè)置好電導(dǎo)池常數(shù),再調(diào)整溫度示值。對于II型儀器,溫度示值對電導(dǎo)率值沒有影響,并不說明溫度傳感器模擬電阻器發(fā)生了故障,因為如果將儀器調(diào)到“檢查”狀態(tài),發(fā)現(xiàn)調(diào)整溫度示值時,電導(dǎo)池常數(shù)也發(fā)生了變化,當(dāng)溫度示值調(diào)整為15℃和35℃時,電導(dǎo)池常數(shù)分別變化到1.200cm-1和0.800cm-1左右。

  對于這類儀器溫度補償?shù)臋z定,應(yīng)該先將溫度調(diào)整為目標(biāo)溫度(15℃或35℃),再調(diào)節(jié)電導(dǎo)池常數(shù)為1.00cm-1,然后分別讀取對應(yīng)的電導(dǎo)率值,根據(jù)式(3)就能求出儀器的溫度系數(shù)。但是這一類儀器得到的數(shù)據(jù),根據(jù)式(3)計算得到的值和標(biāo)準(zhǔn)值(α=2.0%)偏差很大,且不同溫度下得到的溫度補償系數(shù)值差別很大。這一類儀器具有相似的偏差,并不是由于某臺儀器不合格引起的,這個問題有待進一步研究。

  溫度補償與電導(dǎo)池常數(shù)補償?shù)年P(guān)系前面談到的一些國產(chǎn)電導(dǎo)率儀,溫度設(shè)置對電導(dǎo)池常數(shù)有顯著影響,對于儀器I(如新型DDS-307),當(dāng)溫度示值調(diào)整為15℃和35℃時,電導(dǎo)池常數(shù)分別變化到1.250cm-1和0.833cm-1左右。這種現(xiàn)象在II型儀器中也能觀察到(數(shù)值與儀器I有所差別,有待進一步研究)。這表明溫度補償和電導(dǎo)池常數(shù)補償是相通的,兩者具有內(nèi)在的聯(lián)系。


隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,各種電器、電子設(shè)備全面進入社會生活各個領(lǐng)域,成為社會文明進步的重要標(biāo)志。在我國,人民生活水平不斷提高,對家用電器的需求量越來越大。各類電器、電子設(shè)備在全國城鄉(xiāng)和到迅速普及,給生產(chǎn)帶來極大方便。但各類電器、電子設(shè)備的廣泛使用,由此帶來的人身事故也大為增加。給生命財產(chǎn)帶來危害,觸電傷亡和電氣火災(zāi)是常見例子。因此,電器、電子設(shè)備的使用安全性這一重要問題,成為決定產(chǎn)品質(zhì)量的各要素中躍居首要地位,安全標(biāo)準(zhǔn)成為重要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。

防觸電氣是所有安全標(biāo)準(zhǔn)中最基本也是重要的內(nèi)容,通常列為產(chǎn)品安全的首項。電氣安全性能試驗項目包括:耐電壓試驗、泄漏電流試驗、絕緣電阻、和接地電阻試驗。70年代末期起,各種專用于各類電子、電氣器產(chǎn)品電氣安全性能試驗的儀器迅速發(fā)展,形成了一個嶄新的電子儀器門類。

電氣安全性能試驗儀器的發(fā)展是貫徹國際國內(nèi)安全標(biāo)準(zhǔn)的必然結(jié)果。自IEC65號公告《電網(wǎng)電源供電的家用和類似一般用途的電子及有關(guān)設(shè)備的安全要求》于1952年首次頒布并經(jīng)五版、七次修訂以來,全球范圍內(nèi)已形成IEC安全標(biāo)準(zhǔn)和美國UL安全標(biāo)準(zhǔn)兩大體系。我國自70年代末期開始制訂各類安全標(biāo)準(zhǔn)。80年代迅速形成了采用或等效采用IEC安全標(biāo)準(zhǔn)的國家標(biāo)準(zhǔn)體系。電氣安全性能試驗在電子測量儀器、廣播收音機、電視機、各種音頻、視頻設(shè)備及家電產(chǎn)品、低壓電器等電子、電器產(chǎn)品設(shè)計、制造、檢驗、定型、質(zhì)量認(rèn)證、創(chuàng)優(yōu)及進出口等各項工作中,首先成為必須、大量、經(jīng)常進行的重要項目,隨之產(chǎn)生的專用測試儀器的需求,使得電氣安全性能試驗儀器具有深厚的展基礎(chǔ)和廣闊的市場。

電氣安全性能試驗儀器技術(shù)指標(biāo)完全取決于安全標(biāo)準(zhǔn)的要求和規(guī)定,測試對象除各類電子產(chǎn)品外,遍及一切電網(wǎng)供電或由指定的額定交直流供電的低壓電器設(shè)備,這是電氣安全性能試驗儀器區(qū)別所有各類電子測量儀器的特點。因此,儀器的發(fā)展依賴于安全標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展.

下面,簡單地介紹一下電氣安全性能試驗儀器---耐電壓測試儀、泄漏電流測試儀、絕緣電阻測試儀、和接地電阻測試儀。

一. 耐壓測試儀

  耐電壓強度也可稱耐壓強度、介電強度、介質(zhì)強度。絕緣物質(zhì)所能承受而不致遭到破壞的最高電場強度稱耐電壓強度。在試驗中,被測樣品在要求的試驗電壓作用之下達到規(guī)定的時間時,耐壓測試儀自動或被動切斷試驗電壓。一旦出現(xiàn)擊穿電流超過設(shè)定的擊穿(保護)電流,能夠自動切斷試驗電壓并發(fā)出聲光報警。以確保被測樣品不致?lián)p壞。它主要達到如下目的:

i. 檢測絕緣耐壓受工作電壓或過電壓的能力。

ii. 檢查電氣設(shè)備絕緣制造或檢修質(zhì)量。

iii. 排除因原材料、加工或運輸對絕緣的損傷,降低產(chǎn)品早期失效率。

iv. 檢驗絕緣的電氣間隙和爬電距離。

  耐壓測試儀是測量各種電器裝置、絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)的耐電壓能力的儀器,該儀器能調(diào)整輸出需要的交流(或直流)試驗電壓和設(shè)定擊穿(保護)電流。在試驗中,樣品在要求的試驗電壓作用之下達到規(guī)定時間時,耐電壓測試儀自動或被動切斷試驗電壓;一旦出現(xiàn)擊穿,電流超過設(shè)定擊穿(保護)電流,能夠自動切斷輸出并同時報警,以確定樣品能否承受規(guī)定的絕緣強度試驗。它可以直觀、準(zhǔn)確、快速、可靠地測試各種被測對象的受電壓、擊穿電壓、漏電流等電氣安全性能指標(biāo),并能在IEC或國家安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測試條件下,進行工頻和直流以及電涌、沖擊波等不同形式的介電性能試驗。在國內(nèi)外,此類儀器還有耐壓測試儀、介質(zhì)擊穿裝置、耐壓試驗器、電涌絕緣測試儀、高壓試驗器等不同的名稱。

  耐壓測試儀的雛形---高壓試驗器的歷史可以追溯到很久以前,但真正形成專門的基本安全試驗儀器門類則是70年代后期,世界范圍內(nèi)大力推廣安全標(biāo)準(zhǔn)之后。50年代中期,初具定時控制及漏電流測試功能的典型產(chǎn)品如前蘇聯(lián)的UPU-1型介質(zhì)擊穿試驗器,為全電子管電路,且量程單一,主要用于測試電工絕緣材料的抗電強度。70年代后期,隨著IEC65號公告的發(fā)布,日本菊水(KIKUSUI)公司發(fā)展了TOS8000系列耐壓測試儀,采用晶體管及集成電路,技術(shù)文件明確表明其產(chǎn)品以滿足IEC、JIS、UL等安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為目的。80年代初,IEC664(1980)號公告首次頒布進行標(biāo)準(zhǔn)脈沖波耐壓試驗的新規(guī)定,瑞士HAEFELY公司立即發(fā)展了P12型沖擊`波耐壓測試儀。由此可見,基本安全試驗儀器的發(fā)展與安全標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展同步且不可分割。

  整個60年代是我國耐壓測試儀的初創(chuàng)時期。由于受技術(shù)、工藝、元器件等各種因素的限制,產(chǎn)品品種少,精度低,自身安全性能差,從廠家自我武裝用以進行產(chǎn)品或零部件耐壓試驗的簡易試驗器起步,少數(shù)品種經(jīng)進一步完善后形成了商品。代表產(chǎn)品是JC-4介質(zhì)擊穿裝置,但70年代耐壓測試儀的研制和生產(chǎn)一直停滯不前,1970年JC-4竟成為市場上唯一的耐壓儀型號。

  我國耐壓測試儀轉(zhuǎn)入大批量生產(chǎn)而形成安全試驗儀器新門類始于80年代初。在各類國家安全標(biāo)準(zhǔn)全面制訂并強制執(zhí)行的大背景下,生產(chǎn)廠家迅速推出大批型號各異的新產(chǎn)品?,F(xiàn)在,我國已形成的安全耐壓試驗儀器技術(shù)指標(biāo)基本與國外相當(dāng)。

二、絕緣電阻測試儀

  絕緣電阻測試儀是用來測量絕緣電阻大小的儀器。絕緣電阻是指用絕緣材料隔開的兩部分導(dǎo)體之間的電阻稱絕緣電阻為了保證電氣設(shè)備運行的安全,應(yīng)對其不同極性(不同相)的導(dǎo)電體之間,或?qū)щ婓w與外殼之間的絕緣電阻提出一個最低要求。例如,家用和類似用途電器規(guī)定:基本絕緣為2MW;加強絕緣為7MW。影響絕緣電阻測量值的因素有:溫度、濕度、測量電壓及作用時間、繞組中殘存電荷和絕緣的表面狀況等。

通過測量電氣設(shè)備的絕緣電阻,可以達到如下目的:

a. 了解絕緣結(jié)構(gòu)的絕緣性能。由優(yōu)質(zhì)絕緣材料組成的合理的絕緣結(jié)構(gòu)(或用絕緣系統(tǒng))應(yīng)具有良好的絕緣性能和較高的絕緣電阻;

b. 了解電器產(chǎn)品絕緣處理質(zhì)量。電器產(chǎn)品絕緣處理不佳,其絕緣性能將明顯下降;

c. 了解絕緣受潮及受污染情況,當(dāng)電氣設(shè)備的絕緣受潮及受污染后,其絕緣電阻通常會明顯下降;

d. 檢驗絕緣是否承受耐電壓試驗。若在電氣設(shè)備的絕緣電阻低于某一限值時進行耐電壓測試,將會產(chǎn)生較大的試驗電流,造成熱擊穿而損壞電氣設(shè)備的絕緣。因此,通常各式各樣試驗標(biāo)準(zhǔn)均規(guī)定在耐電壓試驗前,先測量絕緣電阻。

三、泄漏電流測試儀

  泄漏電流是指在沒有故障施加電壓的情況下,電氣中帶相互絕緣的金屬零件之間,或帶電零件與接地零件之間,通過其周圍介質(zhì)或絕緣表面所形成的電流稱為泄漏電流。按照美國UL標(biāo)準(zhǔn),泄漏電流是包括電容耦合電流在內(nèi)的,能從家用電器可觸及部分傳導(dǎo)的電流。泄漏電流包括兩部分,一部分是通過絕緣電阻的傳導(dǎo)電流I1;另一部分是通過分布電容的位移電流I2,后者容抗為XC=1/2pfc與電源頻率成反比,分布電容電流隨頻率升高而增加,所以泄漏電流隨電源頻率升高而增加。例如:用可控硅供電,其諧波分量使泄漏電流增大。

  若考核的是一個電路或一個系統(tǒng)的絕緣性能,則這個電流除了包括所有通過絕緣物質(zhì)而流入大地(或電路外可導(dǎo)電部分)的電流外,還應(yīng)包括通過電路或系統(tǒng)中的電容性器件(分布電容可視為電容性器件)而流入大地的電流。較長布線會形成較大的分布容量,增大泄漏電流,這一點在不接地的系統(tǒng)中應(yīng)特別引起注意。

  測量泄漏電流的原理測量與絕緣電阻基本相同,測量絕緣電阻實際上也是一種泄漏電流,只不過是以電阻形式表示出來的。不過正規(guī)測量泄漏電流施加的是交流電壓,因而,在泄漏電流的成分中包含了容性分量的電流。在進行耐壓測試時,為了保護試驗設(shè)備和按規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)測試,也需要確定一個在不破壞被測設(shè)備(絕緣材料)的最高電場強度下允許流經(jīng)被測設(shè)備(絕緣材料)最大電流值,這個電流通常也稱為泄漏電流,但這個要領(lǐng)只是在上述特定場合下使用。請注意區(qū)別。

泄漏電流實際上就是電氣線路或設(shè)備在沒有故障和施加電壓的作用下,流經(jīng)絕緣部分的電流。因此,它是衡量電器絕緣性好壞的重要標(biāo)志之一,敢是產(chǎn)品安全性能的主要指標(biāo)。

  將泄漏電流限制在一個很小值,這對提高產(chǎn)品安全性能具有重要作用。

  泄漏電流測試儀用于測量電器的工作電源(或其他電源)通過絕緣或分布參數(shù)阻抗產(chǎn)生的與工作無關(guān)的泄漏電流,其輸入阻抗模擬人體的阻抗。

  泄漏電流測試儀主要由阻抗變換、量程轉(zhuǎn)換、交直流變換、放大、指示裝置等組成。有的還具有過流保護、聲光報警電路和試驗電壓調(diào)節(jié)裝置,其指示裝置分模擬式和數(shù)字式兩種。

四、接地電阻

  "接地電阻"這個名詞是個定義并不十分明確的詞。在有些標(biāo)準(zhǔn)中(如家用電器的安全標(biāo)準(zhǔn)中),它是指設(shè)備內(nèi)部的接地電阻,而在有些標(biāo)準(zhǔn)中(如接地設(shè)計規(guī)范中),它是指整個接地裝置的電阻。我們所講的是指設(shè)備內(nèi)部的接地電阻,也就是一般產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)中所說的接地電阻(也有叫做接地阻抗的),它所反映的是設(shè)備的各處外露可導(dǎo)電部分與設(shè)備的總接地端子之間的電阻。一般標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定這個電阻不得大于0.1W。接地電阻是指用電器的絕緣一旦失效時,電器外殼等易觸及金屬部件可能帶電,需要有可靠的接地保護電器的使用者的安全,接地電阻是衡量電器接地保護可靠的重要指標(biāo)。

  接地電阻測試儀 接地電阻可用接地電阻測試儀來測量。由于接地電阻很小,正常一般在幾十毫歐姆,因此,必須采用四端測量才能消除接觸電阻,得到準(zhǔn)確的測量結(jié)果。接地電阻測試儀是由測試電源、測試電路、指示器和報警電路組成。測試電源產(chǎn)生25A(或10A)的交流測試電流,測試電路將被測電器取得的電壓訊號通過放大、轉(zhuǎn)換,由指示器顯示,若所測接地電阻大于報警值(0.1W或0.2W),儀器發(fā)出聲光報警。

  隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種安全標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善。電氣安全測試儀器門類也隨著發(fā)展更

溫濕度測量儀濕度的測量方法

  溫濕度測量儀濕度的測量方法有:動態(tài)法(雙壓法、雙溫法、分流法),靜態(tài)法(飽和鹽法、硫酸法),露點法,干濕球法和電子式傳感器法。

 ?、匐p壓法、雙溫法

    基于熱力學(xué)P、V、T平衡原理,平衡時間較長,分流法是基于絕對濕氣和絕對干空氣的精確混合。由于采用了現(xiàn)代測控手段,這些設(shè)備可以做得相當(dāng)精密,卻因設(shè)備復(fù)雜,昂貴,運作費時費工,主要作為標(biāo)準(zhǔn)計量之用,其測量精度可達±2%RH以上。

 ?、陟o態(tài)法中的飽和鹽法

    是濕度測量中常見的方法,簡單易行。但飽和鹽法對液、氣兩相的平衡要求很嚴(yán),對環(huán)境溫度的穩(wěn)定要求較高。用起來要求等很長時間去平衡,低濕點要求更長。特別在室內(nèi)濕度和瓶內(nèi)濕度差值較大時,每次開啟都需要平衡6~8小時。

  ③露點法

    測量濕空氣達到飽和時的溫度,是熱力學(xué)的直接結(jié)果,準(zhǔn)確度高,測量范圍寬。計量用的精密露點儀準(zhǔn)確度可達±0.2℃甚至更高。但用現(xiàn)代光-電原理的冷鏡式露點儀價格昂貴,常和標(biāo)準(zhǔn)濕度發(fā)生器配套使用。

  ④干濕球法

    這是18世紀(jì)就發(fā)明的測濕方法。歷史悠久,使用較為普遍。干濕球法是一種間接方法,它用干濕球方程換算出濕度值,而此方程是有條件的:即在濕球附近的風(fēng)速必需達到2.5m/s以上。普通用的干濕球溫度計將此條件簡化了,所以其準(zhǔn)確度只有5~7%RH,干濕球也不屬于靜態(tài)法,不要簡單地認(rèn)為只要提高兩支溫度計的測量精度就等于提高了濕度計的測量精度。

  ⑤電子式濕度傳感器法

  電子式濕度傳感器產(chǎn)品及濕度測量屬于90年代興起的行業(yè),近年來,國內(nèi)外在濕度傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長足進步。濕敏傳感器正從簡單的濕敏元件向集成化、智能化、多參數(shù)檢測的方向迅速發(fā)展,為開發(fā)新一代濕度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了有利條件,也將濕度測量技術(shù)提高到新的水平。

標(biāo)簽: 溫濕度測量儀
溫濕度測量儀 溫濕度測量儀濕度的測量方法_溫濕度測量儀

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