ICS 17.200.20 N 05
C
中华人民共和国国家标准
GB/T167012010
代替GB/T16701.1—1996,GB/T16701.2—1996
贵金属、廉金属热电偶丝热电动势
测量方法
Methodsformeasuring the thermoelectricforce of noblemetal and basemetal
thermocouplewires
2011-05-01实施
2010-12-01发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T 167012010
前言
本标准代替GB/T16701.1一1996《热电偶材料试验方法第1部分：贵金属热电偶丝热电动势测量方法》和GB/T16701.2一1996《热电偶材料试验方法第2部分：廉金属热电偶丝热电动势测量方法》。
本标准与GB/T16701.1—1996和GB/T16701.2—1996相比，除了编辑、文字、格式上的修订外，其主要变化如下：
增加了比较法的术语和定义，删除了有关测试数据记录表的附录。
在贵金属热电偶丝热电动势测量方法方面：
测量温度范围为300℃～1600℃；测量温度点中以铝凝固点（660.323℃)代替锑凝固点（630.63℃）； -B型偶丝的检测温度点修改为：1100℃、1300℃、1500℃；增加了S、R、B型标准级偶丝检测温度点并在标准器的选择上进行了相应的规定；将高温管形检定炉炉长修改为600mm，对后面装炉中规定的B型热电偶丝插入深度修改为 300mm; 增加了S、R型和B型标准级偶丝的稳定度退火时间和温度。
在廉金属热电偶丝热电动势测量方法方面：
对参考纯铂丝的要求修改为其在0℃～100℃温度范围内的平均电阻温度系数值应 ≥0.003920; 一管状检定炉的轴向温场修改为最高均匀温场中心与检定炉的几何中心沿轴线上偏离不应超过 10mm，并增加了径向温场的规定； -增加了检测I级偶丝应采用等级不低于一等的标准铂10-铂热电偶的要求；在捆扎的要求中取消了对支数的规定，修改为：包括标准在内捆扎成束的热电偶总数应以满足管形检定炉的尺寸和对温场的规定要求为宜。
本标准的附录A和附录B为资料性附录。 本标准由机械工业联合会提出。 本标准由全国仪表功能材料标准化技术委员会(SAC/TC419)归口。 本标准负责起草单位：重庆仪表材料研究所。 本标准参加起草单位：宁波奥崎自动化仪表设备有限公司、中国测试技术研究院、绍兴春晖自动化
仪表有限公司、昆山万通仪表材料有限公司、重庆川仪十七厂有限公司、重庆川仪自动化股份有限公司金属功能材料分公司、常州市城伟业合金厂、江苏华鑫合金有限公司、乐清市华东仪表厂、安徽鑫国仪表有限公司、安徽天康（集团）股份有限公司、安徽蓝德集团股份有限公司、甘肃白银西北铜加工有限责任公司、辽宁省计量科学研究院、上海嘉翎电子科技有限公司、昆明大方自动控制科技有限公司、德州群力合金材料有限公司。
本标准主要起草人：吴承汕、唐锐、何伦英、孙炯、付志勇、邹华、余大才、康文捷、万伟建、王伯伟、 袁勤华、吴兴华、潘百来、周步余、股成楼、杨永刚、侯素兰、王沁、李福洪、张力群。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
GB/T16701.1—1996;GB/T16701.2—1996。
I GB/T16701-—2010
贵金属、廉金属热电偶丝热电动势
测量方法
1范围
本标准规定了用比较法测量贵金属和廉金属热电偶丝热电动势的方法。 本标准适用于分度号为S、R和B的贵金属热电偶丝（以下简称S型、R型和B型热电偶丝）在
300℃～1600℃各段温度范围内的热电动势测量以及分度号为K、T、E、J和N的廉金属热电偶丝（以下简称K型、T型、E型、J型、N型热电偶丝)在一196℃1200℃各段温度范围内的热电动势测量。 对于其他类型的贵金属、廉金属热电偶丝亦可参照采用。本标准不适用于铠装热电偶材料的热电动势的测量。 2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T1598铂10-铂热电偶丝、铂13-铂热电偶丝、铂30-铂6热电偶丝 GB/T2614 镍铬-镍硅热电偶丝 GB/T2903 铜-铜镍（康铜）热电偶丝 GB/T4993 镍铬-铜镍（康铜）热电偶丝 GB/T4994 铁-铜镍(康铜)热电偶丝 GB/T17615 镍铬硅-镍硅镁热电偶丝 JB/T6819.2 仪表材料术语：测温材料
3术语
JB/T6819.2确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
3. 1
允差tolerance 当热电偶的参考端温度为0℃而测量端温度为某一设定温度时，所测得的实际热电动势-温度关系
偏离分度表在该温度点标称值的最大允许范围。 3. 2
比较法 comparetestmethods 在恒定的温度内，用标准器的指示值与被测热电偶的指示值进行比较来确定被测热电偶的实际值。
4方法原理 4.1双极比较法
双极比较法的连接线路如图1、图2所示：
1 GB/T 16701—2010
E
接电液仪
1
标准热电偶；被测热电偶；检定炉；一参考端恒温器；
2
3
4 --
-转换开关。
5
图1双极比较法接线示意图（高温部分）
3
电池
H
直流电源； 2--多点转换开关；
.
变阻器； 4毫安表;
3-
一标准电阻；一冰点器；恒温槽；热电偶参考端；热电偶测量端；
5
5 -
8.
9
10- 标准温度计。
图2、双极比较法接线示意图（低温部分）
4.2 同名极比较法
同名极比较法的连接线路如图3所示：
2 GB/T16701-2010
L
标准热电偶：被测热电偶；检定炉；参考端恒温器；一转换开关；转向开关。
5-
6
图3同名极比较法接线示意图
4.3单极比较法
将被检热电偶丝与参考铂丝焊在一起，与标准器进行比较，测量正极对铂与铂对负极的热电势值。 连接线路如图4所示：
标准热电偶：参考铂丝；被测热电偶丝；检定炉；参考端恒温器；转换开关。
2
图4单极比较法接线示意图
5贵金属热电偶丝测量 5.1测量方法
采用双极比较法或同名极比较法。，它们的测量结果具有同等效力。 5.2测量温度点
S型、R型和B型的热电偶丝，其测量温度如表1所示： GB/T16701—2010
表1贵金属热电偶丝测量温度点允差等级
测量温度点
分度号 s R
℃
419.527、660.3231 084.62 419.527、660.323、961.781084.62
标准级(一、二等)、I级、Ⅱ级标准级（一、二等）、I级、Ⅱ级
标准级 Ⅱ级、Ⅲ级
1100,1300,1500 1100,1300,1 500
B
5. 3 3允差
由贵金属热电偶丝构成的热电偶，当参考端温度为0℃时，其允差应符合GB/T1598的规定。 5.4测量仪器、设备
测量仪器和设备应满足下列要求： a) 标准器：标准器的选择应不低于表2的规定；
表2贵金属热电偶丝允差等级与标准器的选用要求允差等级
分度号 S
选用的标准器
一等二等、I级、Ⅱ级
标准组铂佬10-铂热电偶一等标准铂10-铂热电偶标准组铂10-铂热电偶或标准组铂13-铂热电偶 -等标准铂佬10-铂热电偶或一等标准铂13-铂热电偶高一等级的标准铂佬30-铂6热电偶等标准铂佬30-铂佬6热电偶二等标准铂佬30-铂6热电偶
一等二等、I级、Ⅱ级
R
一
一等二等、Ⅱ级亚级
B
b) 电测仪器：准确度不低于0.01级低电势直流电位差计及其相应的配套装置，或同等准确度的
其他电测仪器； c) 多点转换开关：寄生电势应小于0.4μV； d) 参考端恒温器：一般用冰点来实现，0℃恒温器深度应不小于200mm，工作区域温度变化不得
大于0.1℃；检定炉：管形检定炉：炉长约600mm，常用最高温度为1200℃，温度最高区域偏离炉中心不得超过 20mm，并有不小于20mm、温度差不大于1℃的均匀温场；高温管形检定炉：炉长约600mm，常用最高温度为1600℃，温度最高区域偏离炉中心不得超过20mm，并有不小于20mm、温度差不大于1℃的均匀温场；退火炉：炉长约1000mm，常用最高温度为1100℃时应有土20℃的均匀温场，均匀温场的长
e)
f
度应大于400mm，均匀温场一端离炉口应小于100mm。
5.5试样及其制备 5.5.1试样要求
试样长度为800mm~1200mm。 5.5.2清洗
将试样放人30%～50%（按容积比)的盐酸或硝酸溶液中，煮沸15min或浸泡1h，取出后用蒸馏水煮沸数次，直至清除试样上的酸液为止。 4 GB/T16701—2010
5.5.3退火 5.5.3.1通电退火
将偶丝悬挂在退火架上通电退火，退火规范：铂佬10合金丝及铂佬13合金丝退火温度为1400℃ （直径为0.5mm的偶丝通人电流为11.5A，亮度温度为1250℃），退火时间为2h。丝退火温度为 1100℃（直径为0.5mm的偶丝通入电流为10.5A，亮度温度为1000℃)，退火时间为3h。销 30合金丝退火温度为1450℃（直径为0.5mm的偶丝通人电流为12A，亮度温度为1250℃），退火时间为1.5h。铂佬6合金丝退火温度为1250℃（直径为0.5mm的偶丝，通入电流为11A，亮度温度为 1170℃），退火时间为1.5h。 5.5.3.2稳定性退火
S型I级允差偶丝、R型I级允差偶丝和B型标准级偶丝按5.5.4规定穿上清洁的绝缘瓷管，焊接成热电偶后，放进退火炉中，试样从测量端起其400mm长一段应处在1100℃士20℃均匀温场内，其中S型、R型退火时间为4h，B型退火时间为6h。 5.5.4焊接
先将正、负极偶丝用清洁的双孔高温绝缘瓷管穿好，然后将一端的两极焊成球形的测量端，球形表面层应光洁、牢固、无划痕，其直径约为偶丝的2倍～3倍。 5.5.5捆扎
先将被测热电偶与标准热电偶用直径为0.3mm~0.5mm铂合金丝或铂丝捆扎成束，每束热电偶的总数（包括标准热电偶）不应超过五支，然后再用直径为0.2mm～0.3mm清洁铂丝或铂丝将其测量端捆扎在一起。捆扎时被测热电偶与标准热电偶的测量端应在同一垂直平面上。 5.6试验程序 5.6.1装炉
将捆扎好的热电偶束置于管形检定炉中，使测量端处于炉轴心最高温区，插人深度约300mm。 5.6.2热电偶参考端连接导线要求及其连接 5.6.2.1检测时参考端不得使用补偿导线连接，应直接用卷铜导线连接。铜导线在20℃时的电阻率应不大于0.018μQ·m。 5.6.2.2将被测热电偶与标准热电偶的参考端与测量铜导线进行可靠连接后，插人同一个参考端恒温器中，插入深度约100mm～120mm。各参考端之间的温差不得超过0.1℃。 5.6.2.3.在保证测量准确度的情况下，亦可采用其他方法连接。 5.7.测量 5.7.1双极比较法 5.7.1.1双极比较法测量系统线路按图1规定连接。 5.7.1.2测量时炉温应控制在检测温度点的土5℃以内，当炉温变化每分钟不超过0.2℃时开始测量，整个测量过程炉温变化不得超过0.5℃，其测量顺序如下：
标→被1→被2→被3→被n
*
标←被1←被2←被3←被n S型、R型热电偶的I级允差、标准级和B型热电偶的IⅡ级允差、标准级每支测量次数不少于四次，
2S型、R型热电偶的Ⅱ级允差和B型热电偶的Ⅲ级允差每支测量次数不少于二次。
5.7.2同名极比较法
同名极比较法测量仅适用于标准热电偶与被测热电偶为同种材料的热电偶。
5 GB/T16701—2010
5.7.2.1同名极比较法测量系统线路按图3规定连接。在线路中应使被测的热电极与电测仪器“十” 端相接，当换向开关处在“正”位置时，测得的组合热电动势值为正，换向开关处在“负”位置时，测得的组合热电动势值为负。 5.7.2.2测量时炉温应控制在检测温度点的士5℃以内，测量每组热电极的组合热电动势值对于S 型、R型热电偶的I级允差、标准级和B型热电偶的Ⅱ级允差、标准级应不少于四次。S型、R型热电偶的Ⅱ级允差和B型热电偶的三级允差应不少于二次。整个测量过程炉内温度变化不得超过5℃。 5.7.2.3S型、R型热电偶的I级允差和B型热电偶的Ⅱ级允差，按表1规定的检测温度点测量完成后，作为第一次测量数值，然后从炉内取出，再按5.5.5规定重新捆扎测量端，放进检定炉中，再按上述相同的测量方法进行第二次测量，测得的数值作为第二次测量数值。其两次测量之差，S型、R型、B型热电偶在各测量温度点上应分别小于5V、6μV、8V，并以两次测量的算术平均值作为测量数值。 若两次测量的差值大于上述规定，应重复再测量一次。作为第三次测量数值。在三组数值中选择两组不大于规定的数值的平均值作为测量数值。
6廉金属热电偶丝测量
6.1测量方法
采用双极比较法或单极比较法。 6.2测量温度点
K、N、E、J和T型的热电偶丝，一般测量温度点按表3规定。也可根据需要确定其他测量点。测量温度点的顺序由低温向高温逐点升温测量。 6.3允差
由热电偶丝构成的热电偶，在规定的温度范围内，当参考端温度为0℃时，K、T、E、J、N型热电偶丝的允差应分别符合GB/T2614、GB/T2903、GB/T4993、GB/T4994、GB/T17615的规定。 6.4测量仪器、设备
测量仪器和设备的精度应满足下列要求： a）标准器：
标准铂10-铂热电偶（其中检测I级偶丝应采用等级不低于一等的标准铂佬10-铂热电偶）；标准铜-铜镍（康铜）热电偶：标准水银温度计，可选用其他标准温度计（如标准铂电阻温度计）。
b) 参考铂丝：直径为0.5mm，在0℃～100℃温度范围内的平均电阻温度系数值应
≥0.003 920。 c) 电测仪器：准确度不低于0.01级低电势直流电位差计及配套装置，或具有同等准确度的其他
电测仪器。
d）管形检定炉：其长度约600mm，常用最高温度为1200℃，最高均匀温场中心与检定炉的几何
中心沿轴线上偏离不应超过10mm。在均匀温场长度不小于60mm，半径为14mm范围内，任意两点温差不大于1℃。
e) 水槽、恒温油槽，在有效工作区域内温差不大于0.1℃。 f) 液氮槽、干冰槽或低温槽。 g) 控温设备。.： h) 多点转换开关：寄生电势应不大于0.5μV。 i) 参考端恒温器，恒温器内温度为0℃士0.1℃。
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