1. 引言

　　温度计范指各种型号热电偶">热电偶、热电阻、水银温度计、玻璃液体温度计、温度接点开关等等热学传感器。随着科学技术的进步和电子测量技术的发展，此类传感器对于航空航天、**、化工、科研、电力等各个领域和行业都有广泛应用，特别是热电偶、热电阻在热处理生产线、温度监测系统等重要环节用量巨大。如何对这类传感器进行快速、准确、自动和大批量的检定成为近年来的热门项目，为此近年来各计量单位和研究机构对该类温度计的检测方法、检测手段和过程以及相关设备的研发和应用都有较大的投入。

　　2. 温度计群控自动检定装置(英文缩写：TGCS)在国内外的状况和发展趋势

　　TGCS由于检定数量成倍增加，其单位检定时间大大缩短，引起了国内外众多计量设备厂家的关注，国内外的技术发展基本同步。2002年，美国FLUKE公司在单控基础上推出初级群控系统雏形，较大的提高了用户的检定效率。但FLUKE公司传统是以专注做单台表检定和优先服务与现场，所以在TGCS方面未做大的改进，也未在国内推出该产品。国内厂家对TGCS的重视程度远高于国外厂家，2002年就推出了相应产品，实现了冷端半导体零度自动补偿，独立通道扫描切换、系统自动检定和计量管理一体化，使快速、准确、自动和大批量检定该类温度计成为现实。

　　未来作为效率社会，随着自动化程度越来越高，热电偶/阻使用量会越来越大，对TGCS系统的要求越高，需求量会呈爆发式增长。技术上，冷端补偿方式必然由冰水混合物或室温补偿向半导体补偿方式发展、旋转电机向独立通道扫描方式发展，多级控制方式向平面控制方式转变、计量和管理分离式向计量管理一体化融合。

　　3. 温度计检定过程与特点

　　就目前来说对于热电偶/阻温度计的检定一般都是参照相关国家标准和行业规范等进行现场检测。对温度计的检定大致可归纳为以下几个步骤：

　　1) 将热电偶/阻温度计与标准在恒温热源中放置并接线

　　2) 开启恒温设备，启动制冷或加热以达到检定点温度

　　3) 装置到达检定温度并稳定后，进行多次扫描重复测量

　　4) 数据处理，计算温度计偏差，并打印相关检定记录或证书

　　根据上述步骤，要实现热电偶/阻温度计的自动检定需要一套高准确度的智能化检定系统。温度计群控自动检定装置包含高精度数字数字表、扫描开关，配备半导体零度恒温器即可方便、快速、稳定的完成以上工作。

　　4. 温度计群控自动检定装置的特点

　　温度计群控自动检定装置由高精度测量系统、低电势扫描器、控温系统、RS232接口、计算机、打印机 、以及热电偶检定炉、恒温槽、标准器等组成的自动控制与测试系统，是集计算机技术、微电测技术和自动测试技术于一体的新型智能化计量标准装置。

　　温度计群控自动检定装置主要具有如下特点：

　　大量应用**级元器件和表面处理技术，稳定性和使用寿命大幅提高。

　　半导体零度恒温器作为冷端补偿源，替换传统冰水混合物，方便快捷且稳定度高。

　　扫描开关为矩阵式设计，硬件独立，互不干扰，长期寄生电势≤0.2μV。

　　适用批量检定各种工作用热电偶/阻等温度计，可分别控制 1 ～ 10 台恒温源，一批*多处理 10 组被检热电偶/阻，每次*多可检 70 只。

　　高精度温度计作为控温温度计，控温稳定、精度高;检定速度快，平均检定时间每点不超过30分钟。

　　组态灵活，*大通道容量设计达100路，可根据实际需要选择通道容量和分别检定热电偶和热电阻的通道数

　　自动化程度高，除装炉(槽)和接线外，其余工作全部由系统自动完成

　　多重**性保障，检定实现无人值守，装置软、硬件双重控温度，四重**性保证，系统根据设定温度点依此检定，检定完成自动退出

　　5. 用TGCS实现温度计的大批量自动检测

　　图1 温度计群控自动检定装置检测示意图

　　TGCS软件系统根据设定温度点自动为每台检定炉及恒温槽控温，达到设定点温度并恒温后自动扫描每支温度计并计算检定结果，如此循环直到所有温度点检定完毕。由图一可见，TGCS系统设备较多，同时启动多台检定炉和恒温槽，要实现检测过程的无人职守，必须具有智能化的和**性。TGCS具有四重**保护功能，自动查线保证接线无故障，油槽具有超温防燃功能，控温仪智能控温，软件系统综合协调防止有任何超温或意外现象发生。

　　TGCS系统配置了多种冷端补偿方式，包括半导体冷端补偿方式，室温补偿方式和输入固定温度点补偿方式可供选择，为了保证测量精度，采用半导体冷端补偿方式。

　　软件系统通过与各控制系统的单独通讯进行统一协调，监控设备正常运行，完成对温度计的检定，自动进行数据分析、处理和计算并打印相应的检定记录或证书。

　　6. 系统选用要注意的几个问题

　　a、提高检定准确度

　　一般来说，要保障温度计的检定精度和准确性，要从温度控制系统、冷端补偿、扫描开关、数字测量设备等几方面来考虑。TGCS系统选用0.01级数字表，一等标准热电偶和寄生电势小于0.2μV的扫描开关，可在各个方面保证测量精度指标达到检定要求。其中*需要注意的是冷端补偿方式，室温补偿方式和输入固定温度点补偿方式误差较大，基本误差在0.2℃～0.4℃之间，在实验室检定必须使用冰水混合物或半导体零度恒温器以保证冷端补偿误差小于0.05℃

　　b、如何快速稳定的进行控温

　　控温时间的快慢和稳定性是温度计检测速度的基础，在所有控温仪中，一般*高精度0.1级，国家规程对相关的要求没做明确的规定，但控温稳定度有严格的要求，若用0.1级温控仪单独控制，控温时间长，温度呈正弦波振荡现象明显，如下图2：

　　图2 控温时间长温度显示曲线图

　　为了达到快速控温并稳定的控温效果，系统应采用控温仪和软件系统双重PID控温方式，达到20分钟到达，10分钟稳定的目标。有效消除温度波形振荡，控制效果如下图3：

　　图3 控制效果曲线图

　　c、 扫描开关的选择

　　TGCS系统现今有电机旋转扫描和继电器扫描两种扫描开关的实现方式。电机旋转扫描是所有开关集中在同一电机上，依靠电机的旋转达到开关切换的目的;继电器扫描方式每个通道采用单独的继电器完成每个扫描通道，整个扫描开关由分散的各继电器完成扫描功能，各通道相互独立从设备使用的长远性和冗余功能，选用继电器扫描方式。

　　d、 检定模块选择

　　TGCS系统一般是模块式结构，为了达到*佳的性价比，要认真选择模块数量，应根据温度计检定数量和需要达到的检定精度作为选择TGCS模块的依据，并不是越多越好。

　　7. 结束语

　　采用TGCS系统对大批量温度计进行同时检测，极大的提高了效率，取得了非常好的效果，而且也有很高的准确度并实现了计量管理一体化功能。当然还有一些地方需要完善和改进，例如油槽不具备降温功能，玻璃液体温度计还无法实现全自动检定，如果达到以上功能，系统将更加完善。