熱電偶檢定規(guī)程要求在檢定時將標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被檢熱電偶的參考端引入0℃。對于檢定工作用貴金屬熱電偶(S、R、B分度號)，被檢熱電偶絲柔軟便于接線；但對于檢定工作用廉金屬熱電偶，由于大部分熱電偶的直徑比較粗，難以將參考端直接引入0℃，所以常常采用補償導(dǎo)線將熱電偶的自由端引入冰點，再用銅導(dǎo)線引出到高精度數(shù)字多用表電壓檔進(jìn)行測量。
熱電偶檢定過程正確的測量方法見圖1所示：
圖1 熱電偶檢定過程中正確的測量方法
1、補償導(dǎo)線常見的錯誤連接
①認(rèn)為有了補償導(dǎo)線，可以不用冰點，如圖2所示。
圖2 熱電偶檢定過程中沒有用冰點的錯誤測量方法
②認(rèn)為接補償導(dǎo)線更好，不僅在熱電偶到冰點之間連接用補償導(dǎo)線，在冰點0℃到高精度數(shù)字多功能表之間也用補償導(dǎo)線連接，如圖3所示。
圖3 熱電偶檢定時在0℃與數(shù)字過功能表之間用補償導(dǎo)線
下面分析這兩種接線形式所產(chǎn)生的誤差（假設(shè)補償導(dǎo)線無補償誤差）：
正確連接時(見圖1)，如果熱電偶的種類為Y，補償導(dǎo)線為YX，應(yīng)用中間導(dǎo)體定律，可以得到高精度數(shù)字多用表接受的電壓為：
EZ=EY(T1,T3)+EYX(T3,T0)=EY(T1,T0)----------公式1
正好是熱電偶工作端溫度T1相對于0℃的熱電勢，可直接將讀數(shù)與分度表比較，得出是否符合要求的結(jié)果。
對圖2的情況，應(yīng)用中間導(dǎo)體定律，高精度數(shù)字多用表接受的電壓為：
EZ=EY(T1,T3)+EYX(T3,T2)=EY(T1,T2)---------公式2
與式(1)比較，正好相差電測儀器的輸入端環(huán)境溫度T2相對于0℃時的電勢：
EY(T1,T0)-EY(T1,T2)=EY(T2,T0)----------------公式3
如果按圖2的情況，檢定結(jié)果低于實際熱電偶的電勢值，差值為熱電偶的環(huán)境溫度相對于0℃的電勢。
對圖3的情況，應(yīng)用中間導(dǎo)體定律，高精度數(shù)字多用表接受的電壓為：
EZ=EY(T1,T3)+EYX(T3,T0)-EYX(T0,T2)=EY(T1,T0)-EYX(T0,T2)-------公式4
從工時的結(jié)果來看，雖然加了冰點，從冰點到高精度數(shù)字多用表因為連接了補償導(dǎo)線進(jìn)行了反向補償，最終結(jié)果與圖2一樣，測量值低于實際熱電偶的電勢值，差值的大小仍然為熱電偶的環(huán)境溫度相對于0℃的電勢。
2、建議使用偶絲代替補償導(dǎo)線
在熱電偶檢定中，廉金屬熱電偶的連接線常常采用補償導(dǎo)線，但熱電偶補償導(dǎo)線的精度一般不高，根據(jù)國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，精密級熱電偶補償導(dǎo)線允差對于S偶為±2.5℃，對于K偶為±1.5℃，這對于熱電偶檢定來說，引入的誤差太大，有可能將合格的熱電偶檢定出不合格的結(jié)果。
檢定中使用熱電偶補償導(dǎo)線的目的是將熱電偶輸出端的溫度T3補償?shù)綑z定所要求的T0(0℃)(見圖1所示)。根據(jù)實踐，對于廉金屬熱電偶檢定，采用工作Ⅰ級Φ0.5mm的偶絲連接，絲徑柔軟，易于接線，造價也不高。Ⅰ級熱電偶作為補償導(dǎo)線必須經(jīng)過校準(zhǔn)，引入修正值，否則將會帶入(0.4-1.5)℃的誤差；對于貴金屬熱電偶(特別是長度在200-700mm的工作用S與R型熱電偶的檢定，由于偶絲短，不能直接置于參考端恒溫器內(nèi))，可以采用達(dá)到一等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶準(zhǔn)確度水平的Φ0.3mm的同極性熱電偶絲(允差±1℃)連接，將熱電偶偶絲與被檢熱電偶的正極與正極相接，負(fù)極與負(fù)極相接，效果非常理想。檢定貴金屬熱電偶用偶絲連接, 效果確實理想,但造價不低,也可以采用相應(yīng)的補償導(dǎo)線，但須經(jīng)校準(zhǔn)，只有修正后使用才具有實際意義。
從理論上分析，根據(jù)熱電偶的均質(zhì)導(dǎo)體定律，均質(zhì)導(dǎo)體的熱電勢僅與兩端頭接點的溫度有關(guān)，而與沿?zé)犭姌O的溫度分布無關(guān)。所以采用偶絲直接連接，熱電偶的兩個電極由偶絲直接延伸到冰點，中間溫度T3完全可以不考慮(見圖1)。
用補償導(dǎo)線連接，要求熱電偶兩個連接端溫度要一致為T3，但在實際檢定中，熱電偶的自由端處于檢定爐的端頭，端頭的溫度很高，輻射和對流傳熱的影響對周圍的影響很大，被檢熱電偶的自由端溫度難以做到一致。那么在檢定中，由于端頭溫度不一致所產(chǎn)生的誤差，被帶入了熱電偶的檢定結(jié)果。而用偶絲連接，即使熱電偶自由端溫度不一致，也不影響檢定結(jié)果。
3、銅導(dǎo)線的選擇與使用
將熱電偶的自由端引入冰點，從冰點到高精度數(shù)字多用表的測量端使用銅導(dǎo)線連接，有的熱電偶檢定規(guī)程作了這樣的規(guī)定，有的卻沒有如此的描述。如《工作用廉金屬熱電偶》檢定規(guī)程，明確要求熱電偶參考端的引線應(yīng)使用同材質(zhì)的銅電線進(jìn)行連接，接觸要良好；而《工作用貴金屬熱電偶》檢定規(guī)程雖然在檢定原理示意圖中規(guī)定熱電偶的參考端需要與轉(zhuǎn)換開關(guān)(轉(zhuǎn)向開關(guān))相連接，但卻沒有指明用何種性質(zhì)的引線，因此也就出現(xiàn)了有部分人員畫蛇添足而使用補償導(dǎo)線的現(xiàn)象(產(chǎn)生的誤差已在上述作了分析)。
熱電偶參考端引線的要求相當(dāng)嚴(yán)格，熱電偶兩極所連接的導(dǎo)線，一定要用同一支銅導(dǎo)線截成兩段，分別連接在熱電偶兩極的參考端上(銅導(dǎo)線在20℃時的電阻率應(yīng)小于0.01724μΩ·m)。因為不是同一支銅導(dǎo)線，盡管電阻率都符合要求，但它們之間也有差別，這樣兩支銅導(dǎo)線組成的對子在溫差的作用下，將在熱電偶回路中產(chǎn)生附加熱電動勢。這個電動勢的大小與兩支銅導(dǎo)線材質(zhì)差別及銅導(dǎo)線兩端所處溫差的大小有關(guān)，將給檢測的熱電偶帶入一定的誤差。
再有，銅導(dǎo)線與熱電偶電極參考端的連接一定要接觸良好，實際證明，那種用魚嘴夾一夾的做法還是被很多的檢定人員所采用，而這種做法在檢測回路中將帶入0.5-1.0℃的誤差,且這個誤差還不是固定值,有時還足以左右檢定結(jié)果的判別。
推薦閱讀
能否用銅導(dǎo)線替代補償導(dǎo)線
