簡述美國標(biāo)準(zhǔn)AMS 2750D 中系統(tǒng)準(zhǔn)確度測試傳感器、爐溫均勻性測試傳感器、控制溫度傳感器及負(fù)載傳感器的性能、用途、分類與選擇，以及在線原位校準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)。詳細(xì)探討符合美國標(biāo)準(zhǔn)要求的溫度傳感器的研制與應(yīng)用。結(jié)果表明，作者研制的2750D 用溫度傳感器，完全滿足美國標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　Nadcap 是專門對航天工程等相關(guān)行業(yè)特殊產(chǎn)品及工藝進(jìn)行審定與認(rèn)證的。目前世界領(lǐng)先的航空企業(yè)，如空客、波音等45 家企業(yè)均為Nadcap成員。獲得Nadcap 認(rèn)證，表明該企業(yè)已達(dá)到當(dāng)今世界上最為嚴(yán)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。我國已有沈飛、黎明公司等26 家企業(yè)取得Nadcap 認(rèn)證。中國電子科技集團(tuán)公司第二研究所、北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司、江蘇豐東熱技術(shù)股份有限公司等已開始貫徹執(zhí)行2750D。作者自2008 年起在國內(nèi)率先為已取得Nadcap 認(rèn)證單位提供溫度傳感器。實(shí)踐證明作者研制的溫度傳感器，可以滿足2750D 要求，不必進(jìn)口。

美國AMS 2750D 標(biāo)準(zhǔn)簡介

　　美國AMS 2750D 標(biāo)準(zhǔn)同國際上通用標(biāo)準(zhǔn)比較，應(yīng)該承認(rèn)它是當(dāng)今世界在高溫測量領(lǐng)域，最為嚴(yán)格、準(zhǔn)確度最高、最為完善的標(biāo)準(zhǔn)，也是高溫測量領(lǐng)域的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。其應(yīng)用范圍越來越大，我國也準(zhǔn)備制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

溫度傳感器分類

　　(1) 依據(jù)溫度傳感器的性能分類：溫度傳感器的性能，校準(zhǔn)，允差及用途見表1。

　　(2) 依據(jù)溫度傳感器的結(jié)構(gòu)分類：

　　① 易損型傳感器：所謂易損型傳感器是由陶瓷或塑料編織絕緣的傳感器，與包覆熱電偶相似。但將其譯成消耗式熱電偶[2]是不妥當(dāng)?shù)模�因�(yàn)橄�耗型熱電偶�?ldquo;用于測量金屬熔體溫度的，一般為一次性使用的微型熱電偶”。

　　② 耐用型傳感器：耐用型傳感器又分為裝配式溫度傳感器與鎧裝熱電偶。

　　裝配式溫度傳感器，通常是指可拆卸的工業(yè)熱電偶，即熱電極組件可從保護(hù)管中取出的工業(yè)熱電偶。熱電極組件是由一對或多對熱電極與絕緣物構(gòu)成的組件。為防止環(huán)境有害影響，熱電偶組件要裝入保護(hù)管內(nèi)。總之，裝配式溫度傳感器是指熱電偶組件或帶有保護(hù)管、熱電極組件可拆卸的工業(yè)熱電偶。

　　鎧裝熱電偶，將熱電偶絲用無機(jī)物絕緣、金屬管封裝，壓實(shí)成可繞性的堅(jiān)實(shí)體的鎧裝熱電偶電纜，由鎧裝熱電偶電纜制成的熱電偶稱鎧裝熱電偶。

系統(tǒng)準(zhǔn)確度測試傳感器的研制

　　(1) 系統(tǒng)準(zhǔn)確度測試傳感器的特點(diǎn)與研制

　　① 準(zhǔn)確度更高，可溯源：在2750D 標(biāo)準(zhǔn)中，該種測試傳感器對準(zhǔn)確度的要求與Ⅰ、Ⅱ級標(biāo)準(zhǔn)相同，較爐溫均勻性、控制及負(fù)載傳感器的準(zhǔn)確度要求高。S、R 型為±0.6℃或±0.1%t，N 型為±1.1℃或±0.4%t。

　　② 研制：在開發(fā)與研制過程中，發(fā)現(xiàn)目前國產(chǎn)鉑銠熱電偶絲難以全面滿足2750D 要求，本公司采用進(jìn)口絲材研制成系統(tǒng)準(zhǔn)確度測試傳感器經(jīng)長城計(jì)量所檢定結(jié)果無補(bǔ)償導(dǎo)線的S 型傳感器在1000℃的平均偏差僅為0.70℃, 完全符合2750D要求。

　　(2) 溫度測量系統(tǒng)在線原位校準(zhǔn)

　　當(dāng)前，對于測溫系統(tǒng)的校準(zhǔn)有兩種方式：分立元件檢定與在線原位校準(zhǔn)法，依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，目前只能對構(gòu)成測溫系統(tǒng)的元件及儀表分別進(jìn)行檢定，即必須將使用中熱電偶從安裝位置上取下來，送計(jì)量部門檢定，不能對測溫系統(tǒng)進(jìn)行在線原位校準(zhǔn)。

　　① 離線式分立元件檢定法的弊端：檢定合格的產(chǎn)品現(xiàn)場使用有時卻不合格由于熱電偶絲不均質(zhì)及鎧裝熱電偶的分流誤差，易出現(xiàn)檢定合格，使用不合格的現(xiàn)象;各元件檢定均合格，組合成測溫系統(tǒng)其誤差卻很大由K 型熱電偶(Ⅱ級)、補(bǔ)償導(dǎo)線(普通級)及數(shù)顯儀表(0.5 級) 組成的測量系統(tǒng)，當(dāng)t=1000℃時的綜合誤差計(jì)算結(jié)果為9.35℃，該系統(tǒng)誤差無法滿足II 類、甚至Ⅲ類熱處理爐溫度測量系統(tǒng)的技術(shù)要求。

　　② 在線原位校準(zhǔn)：最近為江蘇豐東熱處理公司等制作48 支N型傳感器(含補(bǔ)償導(dǎo)線)，經(jīng)長城計(jì)量所檢定，其平均偏差(含補(bǔ)償導(dǎo)線)僅為0.70℃，故該系統(tǒng)精度為1.22℃。

　　由此可見，該系統(tǒng)符合2750D 要求，其系統(tǒng)準(zhǔn)確度可滿足II 類熱處理爐對測量系統(tǒng)的技術(shù)要求。有關(guān)在線原位校準(zhǔn)的理念與實(shí)踐，作者早在2750D 前提出并已在國內(nèi)多家用戶實(shí)施在線原位校準(zhǔn)，目前正在擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。

負(fù)載傳感器的研制

　　控制溫度傳感器雖然可以準(zhǔn)確測量出爐內(nèi)溫度，但是，該溫度卻不是工件本身溫度，特別是在升溫或降溫過程尚未達(dá)到熱平衡時，兩者差距很大。而且，隨工件的材質(zhì)、幾何尺寸的不同而各異。因此，為了準(zhǔn)確測量出被加熱工件的溫度，尤其是大型、重要工件，通常是將負(fù)載傳感器固定在被加熱工件上，準(zhǔn)確提供熱處理工件的實(shí)時溫度。負(fù)載傳感器的準(zhǔn)確度要求較低，為±2.2℃或±0.75%t.相當(dāng)于國產(chǎn)熱電偶絲的Ⅱ級。

　　3 年來作者開發(fā)研制出符合2750D 標(biāo)準(zhǔn)的溫度傳感器200 多支，實(shí)踐結(jié)果表明：①作者研制的溫度傳感器符合2750D 要求，不必進(jìn)口。②3~6 類爐用控制溫度傳感器及負(fù)載傳感器，即使采用國產(chǎn)熱電偶絲制成傳感器也可以滿足2750D要求。③系統(tǒng)準(zhǔn)確度測試傳感器等所需熱電偶絲材，國內(nèi)還難以滿足要求，尚需努力。