用一等标准铂电阻温度计检定二等标准铂电阻温度计结果分析

据据JJG160-2007标准铂电阻温度计检定规程,分析了用一等标准铂电阻温度计检定二等标准铂电阻温度计在锌凝固点、锡疑固点和水三相点上的测量结果不确定度。     

水三相点处铂电阻温度计稳定时间的研究

众所周知,水三相点是准确复现ITS-90国际温标、准确分度标准铂电阻温度计的关键,在采用标准铂电阻温度计测量水三相点时,需要正确地判断温度计与三相点瓶间是否达到热平衡。我国的标准铂电阻温度计检定规程参照ITS-90国际温标补充文件的建议,规定了一个比较笼统的达到热平衡时间的范围。鉴于水三相点是标准铂电阻分度,检定时最基本也是最频繁使用的固定点,本文作者采用高精密的电桥和水三相点容器,实际测量了常用的三种不同结构的标准铂电阻温度计在预冷和不预冷两种情况下,与水三相点达到热平衡所需要的时间。实验结果表明:在预冷和不预冷两种情况下三种不同结构的温度计达到稳定的时间均不超过五分钟,预冷能有效缩短温计度达到热平衡所需要的时间。     

0～29.7646℃温区定点法分度精密铂电阻温度计外推使用的探讨

精密铂电阻温度计是介于标准铂电阻温度计与工业铂电阻温度计之间的测温传感器,利用ITS-90国际温标定义的固定点分度精密铂电阻温度计可以提高测温准确性和稳定性,但经常会出现超出内插方程所规定的温度范围以致无法用定点法分度的问题.本文对精密铂电阻温度计利用水三相点及镓熔点进行分度,调研了通过0～29.7646℃温区内插方程直接外推到70℃的可行性.实验以两支精密铂电阻温度计为对象,对定点法外推结果与直接比较法进行比较,结果显示:外推结果与标准值最大差值为1.5mK,表明精密铂电阻温度计利用水三相点及镓熔点进行分度并外推至70℃在一定的测量水平要求下是可行的.     

一种高精度薄膜铂电阻温度计测量迟滞性的研究

为了研究热迟滞性对工业铂电阻温度计测量不确定度的影响,选取了8支高精度铂电阻温度计进行实验。在-50～150℃内,选择3个温度区间,采用两种标准方法(IEC 60751,ASTM E644)测量水三相点(0.01℃)和所选温度范围内的中间点的迟滞性变化。实验结果表明:4支薄膜铂电阻温度计在两种标准方法测量下,随着温度区间跨度增大,热迟滞性影响增大,IEC 60751标准方法测量的热迟滞性最大值为14.2mK,ASTM E644标准方法测量的热迟滞性最大值为20.5mK;选取4支铂丝铂电阻温度计在温度范围为-50～150℃测量时,IEC 60751和ASTM E644标准方法测量的热迟滞性数据最大值分别为1.1mK和0.9mK;铂丝铂电阻温度计热迟滞性明显小于薄膜铂电阻温度计。     

不同电测设备测量标准铂电阻温度计的结果比较

用几种不同型号、不同生产厂家的电测设备分别测量4支标准铂电阻温度计锌点、锡点和水三相点,比较不同电测设备在同一固定点通过1mA电流时测量结果的最大差值及修正到零功率的测量结果的最大差值。     

(0～419.527)℃一等标准铂电阻温度计检定结果的不确定度评定

按照JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》的要求,对工作在(0～419.527)℃温区的一等标准铂电阻温度计检定结果的不确定度进行评定.包括电测设备引入的标准不确定度分量、标准铂电阻温度计在水三相点、锌凝固点、锡凝固点处阻值的标准不确定度分量,并最终计算电阻比的合成标准不确定度.     

巧妙冻制水三相点瓶

水三相点作为90温标的定义固定点在标准铂电阻温度计分度中起着举足轻重的作用.水三相点冻制方法很多,笔者现根据多年工作经验,介绍一种快速高效的冻制方法.[第一段]     

标准铂电阻温度计检定中的数据处理

一、概述 标准铂电阻温度计的检定是热工计量检定中的重要内容。我所经过多年努力,建立了一等标准铂电阻温度计检定装置,并于１９９９年１２月通过中国北京计量院的考核,该装置主要用于二等标准铂电阻温度计。一等标准水银温度计以及标准贝克曼温度计的检定。 我所建立的一等标准铂电阻温度计检定装置,其检定的温度范围是 ０～４１９ ５２７℃。除了水三相点瓶、退火炉等常规设备外,我们还建立了锌凝固点炉、水沸点炉。其中水沸点炉用于替代１９９０年国际温标（ＩＴＳ－９０）中所要求的锡凝固点炉。在水沸点（１００℃）采用比较法检…     

低温标准铂电阻温度计分度方法

一、前言根据1968年国际实用温标规定,用于13.81K至273.15K范围的标准仪器是低温铂电阻温铂电阻温度计。对低温度计,除应在水三相点和水沸点分度外,还需在六个低温固定点下分度。这些固定点及它们的国际实用温度给定值见表1。     

(0～419.527)℃一等不标确准定铂度电评阻定温度计检定结果的

按照JJF 10591-2012《测量不确定度评定与表示》的要求,对工作在(0～419527)℃温区的一等标准铂电阻温度计检定结果的不确定度进行评定。包括电测设备引入的标准不确定度分量、标准铂电阻温度计在水三相点、锌凝固点、锡凝固点处阻值的标准不确定度分量,并最终计算电阻比的合成标准不确定度。     

在0～660.323℃温区标准铂电阻温度计的两个二次偏差函数

给出了在0～660．323℃温区标准铂电阻温度计(SPRT)的两个二次偏差函数：一个是由水三相点、锡凝固点和铝凝固点的检定值来确定;另一个由水三相点、锌凝固点和铝凝固点来确定。这两个二次偏差函数是ITS-90温标在0～660．323℃温区标准铂电阻温度计偏差函数的一个很好的近似。使用70支标准铂电阻温度计检验了这两个偏差函数,其误差一般不超过2．4mK,最大不超过4．7mK。     

铂丝位错特性对标准铂电阻温度计稳定性影响的研究

铂丝的位错是影响标准铂电阻温度计性能稳定性的重要因素之一。从微观角度出发,借助X射线衍射(XRD)分析方法,开展了退火时间对铂丝位错密度影响的研究,并利用标准铂电阻温度计退火实验数据进行了验证。结果表明:实际用于标准铂电阻温度计直径为0.07mm的新制铂丝(纯度99.999%)平均位错密度随着退火时间呈指数减小,经过100h退火后位错密度从1012cm^-2下降到1011cm^-2,300h后其位错密度基本保持稳定;新制标准铂电阻温度计在退火前300h其水三相点电阻值明显减小,退火300h后水三相点值变化量小于3mK并趋于平稳,此结果从热处理时间上与铂丝位错实验结果基本吻合。研究结果为标准铂电阻温度计制作工艺的提升及计量检定规程的修订提供技术支撑     

改进型封装固定点黑体在辐射测温中的应用

为了延长固定点黑体容器使用寿命和简化使用流程,依据热管黑体和传统石墨坩埚黑体的设计使用经验,研制了改进型封装固定点黑体。针对所研制的锡固定点黑体分别用二等标准铂电阻和传递辐射温度计开展复现测试。改进型封装固定点黑体在经历20余次熔凝循环后,没有出现破裂和金属泄露现象。用标准铂电阻复现多次的平均值为231.909℃,扩展不确定度为0.015℃(k=2);而用固定点黑体校准传递辐射温度计的多次平均值为231.85℃,扩展不确定度为0.096℃(k=2)。     

标准铂电阻温度计检定装置的选型

为建立具有较高技术水平、范围广泛、功能完善的标准铂电阻温度计检定装置,我们将目前比较先进的电测设备、水三相点冻制及保存设备、固定点装置以及标准电阻恒温油槽等设备的主要技术性能进行简要介绍。一、测温电桥1.6622A系列直流比较仪式(DCC)测阻、测温电桥(见图1)     

套管对水三相点的影响研究

为了研究套管对水三相点的影响,研制了计阱内径分别为16 mm和18 mm的水三相点容器以及直径为15.5 mm的套管。通过在计阱内加套管和不加套管,并利用准确度为0.02×10^-6的交流比较仪电桥测量标准铂电阻温度计在计阱内的电阻值,比较不同直径水三相点容器内套管对水三相点的影响。实验结果表明:实验中套管对水三相点值的影响小于30 μK,且在相同的测量条件下,套管的直径与水三相点容器温度计阱的内径越接近,套管对水三相点值的影响越小。     

43.8007—90.188K范围铂电阻温度计的校准装置

本文介绍我们设计的用于校准43.8007～90.188K范围铂电阻温度计的校准装置——低温恒温器。它用降低液氮饱和蒸汽压的方法,能获得最低温度为41.9K、恒定时间超过3小时的恒温效果。该装置可在固态氧β—γ转变点(43.8007K)、氧三相点(54.361K)、氮三相点(63.146K)、氮沸点(77.344K)、氩三相点(83.798K)和氧冷凝点(90.188K)等6个点上对被校温度计进行校准。同时用Rusby等人建议的公式计算出的中间温度和1986年国际实用温标低温铂电阻温度计的计算公式所得的数值符合得很好。     

水三相点容器的浸没特性及套管对浸没特性的影响

采用步进电机控制器和Labview编程控制,建立了水三相点容器浸没特性的自动测量装置。该装置通过步进电机精确控制温度计在水三相点容器温度计阱内的升降高度,用准确度为0.02×10-6的交流比较仪电桥测量标准铂电阻温度计在计阱内不同高度的电阻值;通过线性拟合,获得水三相点容器的静压修正系数;此外,研究了套管对浸没特性的影响。实验结果表明:温度计阱内径分别为16 mm和18 mm的水三相点容器的静压修正系数实验值与理论值非常接近,差值小于0.4 μK/cm;套管对静压修正系数的影响小于0.5 μK/cm。     

低温恒温器绝热性能对平衡氢三相点复现的影响研究

平衡氢三相点(13.803 3 K)是ITS-90规定的最低温度固定点,常用于标准套管铂电阻温度计的检定或校准。改进后的国家温度基准使用基于闭循环制冷机的低温恒温器提供准绝热环境,采用量热法进行密封式平衡氢三相点的复现实验。由平衡氢转化催化剂引起的三相点容器的预熔化现象以及实验组装的差异均会导致组件热容或系统热阻的变化,从而影响复现水平。建立了系统的传热模型,通过2次绝热条件不同的复现实验,测量了低温恒温器三相点组件的热容、绝热屏与三相点组件的热阻等参数,分析了低温恒温器绝热性能对平衡氢三相点复现的影响规律。结果显示,在复现开始前通过测量热阻并确认系统绝热性能良好,复现4个平衡氢三相点温坪的标准偏差优于0.1 mK。     

微型双温度固定点容器研制

基准固定点传递技术应用于现场温度校准已成为提高工业温度测量水平的一种重要途径。采用多孔石墨坩埚半包围结构,内部对称填充了高纯铟(In)和锡(Sn)2种金属,研制了一种应用于现场校准的微型双温度固定点容器。实验结果表明,In点熔化温坪持续时间约为2 h,Sn点熔化温坪持续时间约为3 h,In和Sn的温坪复现的扩展不确定度分别为4.0 mK 和4.4 mK(k=2),可满足工业现场对精密铂电阻温度计的校准需求。     

小型水三相点瓶性能研究

首先介绍了一款小型水三相点瓶的特点和在实际工作中的应用;依据现有的国家标准,通过实验的方法,给出了这款水三相点瓶的复现性、温坪曲线、短期稳定性、长期稳定性以及与大型水三相点瓶比较等方面的数据,通过数据的分析,说明了这款装置能够应用于二级,精密及工业用铂电阻温度计,尤其是短型金属杆温度计的校准;文章最后介绍了小型水三相点瓶冻制装置在冻制过程应注意的问题以及在实际使用中的一些注意事项.