用于新温标ITS-90的直流光电温度比较仪

本文叙述了直流光电温度比较仪的原理、组成、实验方法及结果。实验表明,仪器在661nm波长、962℃温度下具有1mK的分辨率和小于5mK的重复性;钨带灯分度复现性为±10mK;在951nm波长、630℃温度下也可获得1mK的分辨率和1.2mk的重复性。仪器性能满足ITS-90的要求,并可进行热力学温度测定。     

一种采用射流搅拌技术的水三相点瓶冻制保存控温装置

介绍一种创新发明的技术手段,即采用射流搅拌技术实现超级精密的恒温、控温装置,实现ITS-90温标热力学温度固定点水三相点的冻制与长时间保存。该装置采用射流泵取代现有拨轮搅拌方式,实现1mK(0. 001/min)的控温稳定度以及优良的温场指标,为水三相点的冻制保存提供了装备保障。     

-180~-60℃超低温可调恒温器的研制北大核心CSCD

研制了一种具有温度连续可调功能的超低温可调恒温器装置,阐述了该装置的设计原理、具体结构、测试过程及实验结果。为了验证该装置的性能,进行了装置温度波动度实验、孔间温差(均匀度)实验、升温速率测试,结果表明:温度波动度优于2 mK/10 min,孔间温差优于2 mK,升温速率优于1.5℃/min;同时完成了温度控制器的设计,可实现多段控温和单段控温切换。所研制的超低温可调恒温器装置的温度范围为-180~-60℃,控温分辨力为0.001K。     

基于噪声温度计的铟凝固点热力学温度研究

热力学温度研究表明,国际温标ITS-90定义的一系列固定点与真实热力学温度有一定差异。以量子电压标定的噪声温度计为基础,设计了用于铟凝固点测量的温度探测装置,解决了高温复杂环境下电磁干扰的抑制问题。实验采用研制的噪声温度计系统测量了铟凝固点的热力学温度,测量积分时间100h,在20～500kHz的测量带宽内得到的铟凝固点热力学温度为429.7476K,相对不确定度为11.58×10^-6,与ITS-90给出的铟凝固点值相差0.9mK。实验结果可以为国际温标的修订提供参考。     

Re-C共晶高温固定点的研制与评价

基于直接共晶的灌注方法,研制了混合结构的Re-C共晶高温固定点.利用高温固定点实验系统对其进行了复现实验研究.依据国际温度咨询委员会辐射测温工作组第二工作包(CCT-WG5-WP2)——关于遴选最优高温固定点用于最终热力学温度赋值的标准,对本文灌注的Re-C进行了评价,结果表明其熔化温度短期重复性为3mK、熔化结束温度...     

高温双毛细管粘度计恒温系统研究

准确测定热力学温度是制定国际温标的基础,在温度计量研究中具有重要的科学意义.声学共鸣法是当前最有影响的基准热力学测温方法之一,该方法最大测量不确定度来源于实际气体粘性作用所造成的能量耗散效应,故准确地测定实际气体粘度,对声学共鸣法热力学温度计的应用具有关键影响.在120℃以下的实验研究证实,双毛细管粘度计具有最小的气体粘度测量不确定度.在此基础上,设计建立了一套高温双毛细管粘度计,优化了恒温装置结构设计,研究了该恒温器控温方法,使得恒温系统在室温至400℃,5h的温度稳定性达到±3mK,满足双毛细管粘度计测量高温气体粘度实验要求.     

单圆柱微波谐振法测量热力学温度的研究

利用氩气的量子力学“从头算”理论和相关实验测量结果,基于圆柱微波谐振法建立了气体折射率热力学温度计实验系统,测量了253~303 K范围内的热力学温度。通过测量圆柱微波谐振腔内4个横磁模式的微波谐振频率,获得了氩气在700 kPa附近的气体折射率,不同微波模式得到的氩气折射率一致性优于1×10^-8,进一步结合氩气的维里状态方程得到热力学温度。热力学温度T和ITS-90国际温标T90差异不确定度为11.6 mK,与国际温度咨询委员会的评估值具有良好的一致性。未来随着氩气理论计算和实验系统压力测量不确定度的深入研究,该方法测定热力学温度的不确定度会进一步改善。     

新型镓熔点自动复现装置

介绍了中国计量科学研究院新型镓熔点自动复现装置, 该装置的固定点炉采用半导体三段冻制及加热技术实现了镓熔点复现的自动化, 通过精密控温及合理的结构设计获得优良的温度稳定性与均匀性。该装置镓熔点使用当前最新提纯技术的99.999 99%高纯镓金属及完善的灌注技术。实验结果显示, 该固定点装置温坪持续了70 h以上,前20%～80%温坪变化小于0.15 mK,复现性为0.07 mK, 该装置的扩展不确定度为0.36 mK（k=2）。     

高稳定性及均匀性光腔温度控制研究

本文开展衰荡光腔温度控制研究。通过负反馈回路控制控温箱温度,编制软件驱动测温仪,采集腔内测温探头3.5小时内的温度值。稳定性研究中,单点温度变化标准差仅为0.18mK。均匀性研究中,4个位置温度变化标准差在0.5～0.7mK之间,不同位置温度差最大为40mK,腔内温度分布均匀,梯度较小。     

检定温度计用精密恒温装置——RTS-30制冷恒温槽

本文所介绍的RTS-30制冷恒温槽以酒精或水为工作介质,使用温度范围为-30℃～+100℃,工作区温场均匀性优于3mK,短期稳定性优于±3mK,长期稳定性优于±5mK。本装置采用了内外绝热良好的结构设计,灵敏、稳定和热惯性小的控温、加热和冷却系     

环路热管精密控温性能的热真空实验研究

本文研制了一套高性能的改进型环路热管,具有驱动功率与散热功率分离的特点,具备对多个分散热源的控温与散热能力。为验证改进型环路热管的精确控温的性能,本文以CCD相机的4个CCD器件作为控温对象,在热真空环境下,对环路热管进行了稳态运行测试、热补偿功率测试及不同蒸发器加载功率测试。实验结果表明:通过控制改进型环路热管的储液器温度可以实现控制CCD器件的温度,控温精度在±0. 5℃以内;对于CCD器件开关机引起的温度波动,提出了3种维持器件温度稳定性的方法,并通过实验及理论分析验证了其可行性。     

国家温度副基准铟凝固点与国家基准的比对评述

铟凝固点是90国际温标(ITS-90)重要的定义固定点之一,为验证中国测试技术研究院建立保存的国家温度副基准装置复现铟凝固点热力学温度的技术水平,于2018年与中国计量科学研究院的国家温度基准装置开展铟凝固点的比对。此次比对采用标准铂电阻温度计作为传递标准。传递标准分别在副基准装置和基准装置的铟凝固点中至少3个不同温坪上进行测量,并根据ITS-90规定对测量数据进行修正,计算电阻比W,将多次测量的平均值W作为实验结果。通过归一化偏差En值对测量结果的一致性进行评判,比对结果表明铟凝固点副基准与基准在0.1 mK内相一致。     

噪声法测量热力学温度研究

噪声法是目前国际计量界采用的测量热力学温度的3种方法中的一种,目前只有少数几个国家计量实验室建有计量级的噪声温度计.介绍了中国计量科学研究院开展的噪声法测温新研究,及测量镓熔化点热力学温度的工作.新噪声温度计采用了相关法结构,参考点为水三相点.电子测量系统与当前国外计量级噪声温度计的基本一致,但对前置放大器的性能和开关的结构做了改善.采用新研制的噪声温度计测量了镓熔化点的热力学温度,测量积分时间210 h,测量得到的镓熔化点热力学温度302.9176 K,标准合成不确定度8.9 mK.通过分析测量结果值可知,新噪声温度计测量积分时间达到1750 h,可以将标准合成不确定度减小到3 mK.     

硅基微腔光子学测温技术研究进展

硅基微腔光子学测温包括基于热折变效应的协议温度测量以及基于光机谐振原理的热力学温度测量,国际温度咨询委员会（CCT）在2018-2027战略规划中,将硅基微腔光子学测温确定为接触测温新兴技术的主要发展方向。本文简要介绍上述两种测温理论机理,综述近年来美国国家标准与技术研究院（NIST）、欧洲计量合作组织（EURAMET）等发达国家计量院与计量组织在上述领域的研究进展,以及来自于学术界的探索性研究内容;最后介绍中国计量科学研究院在毫开尔文（mK）级微腔光子温度计制备与测试、基于法诺共振的亚mK级分辨力提升方法、基于氮化硅微腔的亚mK级自热温升抑制等研究进展。     

控温包装控温时间预测模型研究

目的建立控温包装控温时间预测模型,保护温度敏感产品在一定时间内不受外界温度变化的影响。方法以典型长方体产品的控温包装为研究对象,通过计算控温包装系统热阻及控温包装内蓄冷剂的吸热量,建立控温包装控温时间预测模型。同时,基于2种典型控温包装产品在296,308,318 K等3个温度环境中的储藏试验,进行理论与实验验证。结果实际控温时间比模型预测时间长,但偏差均小于10%。结论该理论模型能准确地预测控温包装控温时间,研究成果为控温包装设计提供了理论依据。     

高性能恒温环境的设计及MAX1978性能测试

设计一种基于半导体制冷器的恒温控制系统.温度测量传感器采用标定测量不确定度为6.6mK的热电偶.主控温系统和辅助控温系统核心采用专用芯片MAX1978,主控温器设计目标是保障测量环境内无热源时,环境内温场稳定度和均匀度达到±0.01℃,测量环境内存在热源时,通过调节辅助控温器以获得较好的温度分布.性能测试结果表明MAX1978控温稳定度优于0.003℃/h,控温分辨率优于0.01℃,温度与MAX1978的输入电流间存在一一对应关系.     

新型便携式镓熔点炉的研制

中国计量科学研究院最新研制的便携式镓熔点炉采用了先进的半导体制冷和控温技术及有效合理的制冷块分布方式,实现对镓熔点容器的冻制与复现自动化.实验结果显示:该固定点炉从底端起140mm范围内的垂直温场小于0.03℃,温坪时间达到80h以上,复现性优于0.06mK.     

玻璃-水热管热特性的实验研究

研究了中国计量科学研究院研制的四阱玻璃-水热管的热特性.实验结果表明:当水热管在70～100℃的温区内运行时,热管测温计阱内2h温度稳定性及均匀性的技术指标分别为2.8mK和2.2mK.在该温区内,恒温槽温度稳定性和均匀性分别为8.1mK和4.2mK.此外,研究了热管放置方式及浸没深度对热管热特性的影响.     

用黑体辐射法复现铝凝固点

本文叙述用精密直流光电温度计昨现纯金属铝凝固点的实验装置和实验方法，复现铝凝固点的总不确定度小于50mK，置信度为99%。实验中对3个铝点黑体石墨坩埚容器的凝固温度进行了多次测量，3个容器的铝凝固点温度之差不大于10mK。在8个月的时间内，对同一铝点坩埚容器的铝凝固点温度进行了11次测量，其标准偏差为15mK，长期重复性也很好。     

开口镓熔点装置的复现及气压修正

中国计量科学研究院自行研制的开口镓熔点装置实现了对镓熔点冻制及复现的自动化,建立了开口镓熔点配置标准铂电阻温度计组成的基准装置。实验结果显示:镓熔点熔化温坪长达50h,镓熔点的复现性为0.1mK,闭口结构与开口结构镓熔点量值差异经过气压修正后由0.13mK减小至0.06mK,镓熔点温度-气压线性拟合曲线所得数值与90温标中给出的镓熔点气压修正系数一致。