0.9μm光电高温计应用单固定点延伸和多固定点内插的分度方法比较

单固定点延伸和多固定点内插是光电高温计的两种常用分度方法。针对新研制的0.9μm光电高温计进行了这两种分度方法的比较研究。在500~1800℃测温范围内,利用高温黑体炉作比较源,在整百度点与标准光电高温计进行量值验证,结果表明这两种分度方法的温度示值一致性优于0.2℃,与标准值的误差最大不超过0.6℃。两种分度方法的不确定度分别评估为0.2~1.3℃和0.2~0.8℃,k=2。相对于必须测量高温计光谱响应度及其响应度非线性的单固定点延伸方法,多固定点内插法简单并易操作,且不确定度可保持较优水平。该方法无论作为光电高温计的出厂分度还是周期示值校准,均可为大多数温度校准实验室提供参考。     

新型精密光电高温计

根据温标传递的特点和需要,设计了新的精密光电高温计。该高温计测量黑体的光谱辐射亮度,结合有效波长原地测量技术,直接依据Planck辐射定律计算被测温度,具备单一参考点分度确定温标的技术能力。该高温计测温范围为800℃～2200℃,在小目标和窄谱带的测量条件下,具有分辨率高、辐射源尺寸影响小、自动化测量等特点。在900℃时温度分辨率为0 01℃。在800℃～2200℃温度范围内,置信水平为0 99时,扩展不确定度为1 0℃～2 4℃。结构参数和性能测试表明,精密光电高温计不仅适用于温度精密测量,而且可作为温标的传递标准。     

以“固定点—高温计”方式传递 961.78 ℃以上国际温标

中国计量科学研究院在持续对高温基准装置研究工作的基础上,提升了光电高温计信噪比、非线性和辐射源尺寸效应等关键性能,并完善了光电高温计性能参数测量平台。与之前高温温标通过钨带灯传递不同,以“参考固定点—光电高温计”方式进行了银点以上高温温标的复现和传递,该方式可以避免光电高温计长期稳定性的影响,并将高温温度上限从2 200 ℃延伸至2 474 ℃,实验分析得到961.78～2 474 ℃的温标扩展不确定度(k=2)为0.08～0.62 ℃。2009年中英西三国温标复现比对结果验证了三国国际温标的一致性,并支持了上述不确定度评定。新传递方法可为精密光电高温计提供最高水平校准,并可扩展应用于900 nm等红外高温计校准。     

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...     

光电高温计自动测试系统设计

光电高温计的长期稳定性参数通常需要通过人工测试得到,存在测试效率低、数据管理复杂等问题,为解决此问题,利用计算机软件快捷、方便、提高效率并可大量储存数据等特点,设计了一套光电高温计自动测试系统.该系统具有易操作、工作效率高的优点,其波动度测量的扩展不确定度为0.015℃.实验证明,该系统可满足光电高温计波动度自动测试与...     

高温固定点的国际研究趋势与发展

长期以来，在接触测温学、非接触测温学和辐射度学领域对铜凝固点（1084.62℃）以上高性能温度固定点有着迫切的需求。随着高温金属（碳化物）磺共晶熔点的发现，这个需求将很快得到满足。本文简要介绍了高温金属（碳化物）-碳共晶固定点的国际研究计划，这个研究的目的是用新的定义替代当前温标ITS-90在银点（961.78％）以上的定义，使不确定度比当前温标低5-10倍。     

光电比较仪(或高温计)系统非线性测量装置

本系统地介绍了新研制的光电比较仪（或高温计）系统非线性测量装置。新装置采用双光源单光路设计,具有独立于被测对象和不失真的特点。利用该装置对基准光电比较仪和标准光电高温计进行了系统实验,测量不确定度达到０．０１％。利用该装置测量的数据已应用于国际计量局（ＢＩＰＭ）和亚太计量规划组织（ＡＰＭＰ）主办的国际比对中。     

中日标准光电高温计国际比对

介绍并讨论了 1 999年中国计量科学研究院 (NIM)和日本计量研究所 (NRLM) ,在NRLM用光电高温计在高温黑体炉上进行的高温温标的国际比对。比对结果 ,显示两国温标的一致性 ,从 1 0 0 0℃～ 2 2 0 0℃优于± 1℃。     

新一代的温度固定点

本文报道了新一代的温度固定点技术。这种新技术不同于传统的固定点，其设备简单，操作方便，工作效率高，主要适用于二级和工业用温度计的检定。一种新的水三相点复现方法，无需液氮、干冰等制冷剂，能自动形成水的三相平衡态，并维持数十小时。不锈钢壳镓熔点容器及其全自动复现装置，可自动实现长达一周的熔化温度，不确定度可达0．0001℃。二级校准用纯金属固定点，包括铟、锡、锌和铝，不确定度在0．001℃-0．005℃范围内。     

Pd-C和Ru-C固定点的热力学和ITS-90温度测量

报告了中国计量科学研究院在参与高温固定点热力学温度国际联合研究后对Pd-C和Ru-C两个新高温固定点的研究成果,为Pd-C(1492℃)和Ru-C(1953℃)设计了两种类型坩埚,可用于校准辐射温度计和高温热电偶.Pd-C和Ru-C的国际温标值(T90)是由固定点-基准高温计外推测量,热力学温度(T)则利用精密光电高温...     

Fe-C共晶点的复现与温坪特性的研究

在温度量传体系中,铜凝固点(1084.62 ℃)以上目前还没有其他纯金属固定点,而金属-碳共晶点作为新兴的固定点具备良好的复现性,可补充铜点以上的温度固定点,拓展现有的高温温度量值传递水平。尽管Fe-C共晶点非常接近铜凝固点,但其仍有较高的使用价值,可为更高温共晶点灌注及复现提供宝贵的经验。用一等标准S偶对Fe-C共晶点的温坪进行测量,其共晶点温度为1152.4 ~1152.5 ℃。     

Middle Temperature Scale for Infrared Radiation Thermometer Calibrated Against Multiple Fixed Points

The NMIJ has established a temperature scale for infrared radiation thermometry from 100 to 420°C consisting of three fixed-point blackbodies at the In, Sn, and Zn points and an InSb detector thermometer at a wavelength of 4.7 μm. The blackbody cavities have large openings of 15 mm diameter. The expanded uncertainties (k = 2) of the In, Sn, and Zn fixed-point radiance temperatures are estimated to be 0.03, 0.03, and 0.05 K, respectively. The expanded uncertainties (k =  2) for the calibration of the infrared radiation thermometer are estimated to be 0.04 K at 157°C (In point), 0.04 K at 232°C (Sn point), and 0.07 K at 420°C (Zn point).     

Criteria of the Uniformity of the Temperature Field when Realizing the Tin and Zinc Fixed Points of the ITS-90 International Temperature Scale

The results of an investigation of the temperature gradients of the zinc and tin fixed points under different thermal conditions are presented. The possible sources of disagreement between the two criteria are analyzed. It is shown that one of the criteria is unjustified.     

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。     

The Realization of Fixed Points of the Temperature Scale in Small-Size Ampoules

Results of an investigation of small-size ampoules of the fixed points of gallium and indium are described. It is concluded that they can be used as an inexpensive standard means of measuring temperature.     

Pd-C高温共晶点复现装置研制

主要针对Pd-C高温共晶点复现装置的组成进行介绍,其中包括复现用高温均热炉炉体、温度控制系统、真空泵、充气保护装置、水冷系统、复现用的石墨坩埚、二等B型标准热电偶和Pt-Pd热电偶等。针对石墨坩埚的灌注和共晶点复现过程进行了描述,根据复现的试验数据进行了相应的分析。     

基于高温黑体炉的钨铼热电偶校准方法研究

基于中国计量科学研究院的高温黑体炉设计了一种适用于钨铼偶等高温热电偶的校准方法。优化设计的均温块测温孔轴向均匀性20mm范围内小于0.5℃,优选的测温孔与中心孔的辐射温度差异可达到小于0.5℃。经铂铑10-铂热电偶验证了基于高温黑体炉的校准方法,在800~1300℃与S型热电偶标准热电势间差异小于0.5℃,不确定度评估为0.8~1.5℃,k=2。在800~1900℃范围内,测试了多只不同来源的C型钨铼偶热电势并考核了偶丝校准前后的均匀性,实验结果表明,钨铼偶丝与国际标准钨铼偶热电势的差异基本保持在1%以内,校准不确定度为3.7~13.0℃,相对不确定度为0.7%t (t为温度),k=2。     

三段控温固定点炉复现铝凝固点研究

固定点炉垂直温场均匀性是影响ITS-90国际温标固定点温坪质量的重要因素.为了提高铝凝固温坪的复现水平,设计了三段控温固定点炉,利用金属外壳铝固定点容器,研究了垂直温场均匀性及其影响因素;在此基础上,采用连续热流密度法高精度复现了铝凝固点.实验结果表明:通过调整上部、中部、下部炉温的设置,可改善固定点炉温场均匀性,铝凝...     

基于微型镓基共晶固定点的温度传感器在轨校准方法研究

介绍了微型镓基共晶固定点的灌注工艺和准绝热相变特性测量系统;结合空腔黑体和非近位安装的温度传感器,研究了Ga-Sn和Ga-Zn共晶固定点的相变温坪重复性和Ga固定点的相变温坪长期稳定性;通过特定的热环境下镓及2个镓基共晶固定点三者熔化过程中温度传感器测量到的相变温坪值,对嵌入空腔黑体底部的温度传感器进行校准,其校准结果与实验室常规校准方法得到的结果差异均小于2mK。实验结果表明:在热环境保持不变的条件下,随着相变时间的增加,相变温坪值就越靠近理论上相变物质的熔化温度,即固定点与温度传感器测孔之间的异位温差越小;对于Ga-Sn和Ga-Zn共晶固定点,温度传感器测量到的相变温坪值与加热功率呈线性关系,零功率下的单点校准温度分别为20.352℃和25.187℃。