标准铂电阻温度计在温度范围0~419.527℃内的长期稳定性

在温度范围0.01~419.527℃内,对标准铂电阻温度计进行长期稳定性调查,选取的样本为2017年至2020年送至上海市计量测试技术研究院进行检定的铂电阻温度计,一共319支。对样本的水三相点电阻值、锡凝固点电阻比和锌凝固点电阻比变化率进行分析,75%样本的水三相点变化幅度在2.66 mK/a以内,相同样本比例的锡凝固点和锌凝固点变化幅度分别在1.19 mK/a和1.69 mK/a以内。统计研究表明,仅在水三相点测量变化不足以确定锡凝固点电阻比W_(Sn)和锌凝固点电阻比W_(Zn)的变化,而由于W_(Sn)和W_(Zn)的变化之间具有强相关性,测量使用范围内的任意固定点的电阻比足以识别整个范围内温度计可能发生的变化。

标准铂钴电阻温度计百次低温温循稳定性研究

标准铂钴电阻温度计是0.65~24.5561 K(氖三相点)温区重要的测温器件,特别是高稳定的标准铂钴电阻温度计有潜力作为温度标定和温度国际比对的数据载体。为筛选出高稳定的标准铂钴电阻温度计,在前期研究基础上,建立以制冷机为冷源的温度计低温考核装置,5 K控温稳定性达13μK,24.5561 K控温稳定性达27μK,优于当前同类考核装置公开报道的控温稳定性结果。基于此,在5~24.5561 K温区开展标准铂钴电阻温度计百次低温温循研究,获得5支高稳定的标准铂钴电阻温度计,其中,4支50Ω标准铂钴电阻温度计的稳定性均优于0.2 mK@24.5561 K,1支100Ω标准铂钴电阻温度计的稳定性优于0.5 mK@24.5561 K,为当前标准铂钴电阻温度计低温稳定性国际最好结果。未来本文筛选的高稳定性标准铂钴电阻温度计将用于低温温度标定和低温温度国际比对等相关应用和研究。

铂膜电阻温度传感器耐高温结构设计与性能验证

针对铂(Pt)膜电阻温度传感器难以实现850℃高温环境长期稳定测量问题。采用磁控溅射法在996氧化铝(Al_(2)O_(3))陶瓷衬底沉积Pt膜温度敏感层,通过对Pt膜进行热处理、耐高温表面防护结构提升其耐高温性能,采用阻值修调技术控制传感器阻值精度,结合微机电系统(MEMS)与厚膜工艺技术制备Pt膜电阻温度传感器。结果表明:Pt膜电阻温度传感器电阻温度系数(TCR)为(3851±3)×10^(-6)℃;0℃电阻值控制在199.92~200.06Ω范围内;传感器从室温阶跃至850℃热响应时间(τ_(90))为15.1 s;传感器经100次室温至850℃温度冲击后输出稳定;经850℃环境1000 h寿命考核,传感器0℃阻值漂移量小于0.5%。制备的Pt膜电阻温度传感器可长期保持850℃高温环境稳定测量,该温度传感器广泛应用于汽车尾气排放、发动机健康监测等高温测量领域。

铂薄膜电阻温度传感器玻璃密封材料的稳定性能研究

针对铂薄膜电阻温度传感器中绝缘封装过程中存在的气密、绝缘等性能问题,研究了两种玻璃与铂薄膜温度传感器氧化铝基底间浸润性、气密性、绝缘性及热循环稳定性等性能,优选性能最佳的玻璃密封材料应用在铂薄膜温度传感器中。研究结果表明,热稳定性存在差异SiO_(2)-Ba O-Al_(2)O_(3)-CaO系微晶玻璃与SiO_(2)-B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-CaO系微晶玻璃在800℃~1000℃间与氧化铝基底均具有良好的浸润性。SiO_(2)-Ba O-Al_(2)O_(3)-CaO系玻璃与SiO_(2)-B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-CaO系玻璃密封材料在800℃、通气压力在20.7 k Pa下的漏气率分别约为0.0073 sccm·cm^(-1)和0.0065 sccm·cm^(-1),绝缘电阻率分别约为21.6×106Ω·cm和31.1×106Ω·cm。此外,在30℃~800℃热循环500次后,两种玻璃表面出现尺寸不一的孔洞,其中,SiO_(2)-Ba O-Al_(2)O_(3)-CaO玻璃经历500次热循环后孔洞尺寸由0.13μm增至15.62μm,而SiO_(2)-B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-CaO系玻璃孔洞尺寸变化较小,表面形貌较为致密。以上研究结果表明,SiO_(2)-B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-CaO系玻璃具有更加优异的密封性能、高温绝缘性能及热循环稳定性,更适合用于铂薄膜电阻温度传感器的封装工艺。

利用补偿电路设计并制作热敏电阻温度计——温度计设计的一种新思路

利用NTC型热敏电阻,采用补偿法思想(补偿电路)设计了热敏电阻温度计,并进行测温验证了设计效果.补偿法设计温度计是一种完全区别于电桥法的温度计设计新思路,原理简单,实验设备要求低,可设计性强,特别适合于开发成新的设计性实验.

铂电阻温度计高精度修正方法研究

为了满足高精度温度测量的要求,对铂电阻测温采用专用函数和补偿函数进行修正。专用函数修正后,铂电阻温度计温度测量偏差由原来最大的-0.9578℃缩小到了-0.1220℃,温度偏差的均方差由原来的0.6198缩小到0.0715;通过补偿函数修正后,铂电阻温度计温度测量偏差由原来最大的-0.9555℃缩小到了-0.1017℃,测量精度由原来的B级精度提高到全量程±0.11℃(优于AA级精度)以内,温度偏差的均方差由原来的0.6198缩小到0.0576。两种方案均提高了铂电阻温度计的测量精度,实现了全量程温度偏差的均匀化处理,达到了实际工程应用的要求。

深低温区标准电阻温度计自热效应修正测量方法比较研究

标准电阻温度计是深低温区重要的温度计量器具,在测量中存在由激励电流热效应导致的温度计温度高于实际被测温度的现象,即自热效应,该效应的精准测量和修正对标准电阻温度计测量的准确性至关重要。介绍了自热效应测量的二电流法、多电流法和参考温度计法,并在5 K温度下通过实验研究了这些方法对标准铑铁电阻温度计自热效应测量的效果。结果表明,二电流法中对两个激励电流的优化配置可有效降低自热效应测量不确定度,多电流法可进一步降低该不确定度,但降低的程度随激励电流数增多而逐渐减小;将上述方法与参考温度计法结合可在不增加测量时间的情况下进一步降低自热效应测量不确定度。综合考虑测量不确定度及测量所需时间,建议采用普遍二电流法(电流比1∶2)和参考温度计法相结合的方法来测量和修正深低温区标准电阻温度计的自热效应。研究结果可为深低温区基于标准电阻温度计开展的标定、复现、国际比对等高准确度温度测量提供参考。

铂电阻温度计自热效应对测量结果的影响

在流体测量和控制中,温度是一个关键参数,直接影响流体的密度和黏度。铂电阻温度计因精确度和稳定性较高而被广泛应用,但其自热效应可能导致测量误差。该自热效应会引起额外的热量,使流体的温度发生变化,进而影响流体的密度、黏度、流动状态等属性。本文探讨了自热效应的机理,特别是电流通过铂电阻时产生的焦耳热及对测量结果的影响。针对流体的特性,对如何选择合适的铂电阻温度计,以及如何实施相应的自热效应校正方法进行深入探讨。通过了解流体性质、选择合适的温度计型号,并采用先进的补偿技术,可以最大限度地减少自热效应对测量结果的影响。

标准铂电阻温度计自热效应的计算公式

标准铂电阻的量值溯源中,自热效应是非常重要的一项指标。通常使用测温电桥先测量工作电流为1 mA下的温度计的电阻值,再调节电流为 mA并测量温度计的电阻值,计算前后两次电阻值的差,利用偏差函数计算的微分电阻比来换算成温度值。但是由于电阻的焦耳热效应,电流改变后,其电阻发生了变化(增加),调节电流后的热效应功率并不是电流改变前的两倍,因此该计算方式具有一定的误差。在此基础上,笔者通过公式推导,提出新的计算公式。

金属电阻温度系数测定的实验技术改进

实现准确控温是金属电阻温度系数测定的关键。本文基于PTC加热片、单片机、温度传感器、金属空腔等组成温制装置,实现对漆包铜线的加热、控温和测温,改进后的实验装置温控准确,实验数据线性性好,线性相关系数R 2达到0.999以上,且更接近于理论值。

精密铂电阻温度计在(-80~300)℃的内插公式

本文对比了(-80~300)℃时校准精密铂电阻温度计(PPRTs)的两种内插公式,即1990年国际温标(ITS-90)中规定的偏差函数和Callendar-van Dusen(CVD)方程。实验结果表明:温度范围越宽,ITS-90偏差函数的标定效果越好;温度范围较窄,CVD方程工作更好。

集成电路用NTC热敏电阻温度计校准方法研究

针对集成电路在21~23℃范围内近mK量级测温精度的需求,研究了负温度系数(negtive temperature coefficient,NTC)热敏电阻温度计的校准方法对集成电路测温系统精度的影响。利用比较法对24支3种不同型号的NTC热敏电阻温度计进行校准,使用最小二乘法进行基本方程、Hoge-1方程、Steinhart-Hart方程的系数计算,分析校准方程的内插残差,评价低阶精准校准方程的可行性,为集成电路制作工艺的高质量中的温度测控提供技术支撑。结果表明:基本方程、Steinhart-Hart方程、Hoge-1方程残差的标准偏差分别为2.29、0.63、0.65 mK;使用2个校准点的基本方程的性能最差,使用3个校准点的校准方程的Hoge-1方程表现出最好的内插性能,在集成电路窄温区温度精确测量方面具有较高的应用价值。

烧结温度对ZnO陶瓷线性电阻温度系数的影响

采用传统的ZnO+MgO+Al_(2)O_(3)+SiO_(2)配方体系氧化锌线性电阻,探究了烧结温度对氧化锌基线性电阻的电阻温度系数和微观结构的影响。实验结果显示,随着烧结温度的降低,电阻值由毫欧级提高到欧姆级,当烧结温度在1340℃时,其电阻温度系数是完全的负数;烧结温度在1320℃时,电阻温度系数由负转正;当烧结温度降至1280℃时,电阻温度系数完全转为正系数。

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14.2 mK,ASTM E644标准方法测量的热迟滞性最大值为20.5 mK;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1.1 mK和0.9 mK;铂丝铂电阻温度计热迟滞性明显小于薄膜铂电阻温度计。

镍电阻丝的制备及电阻温度特性

针对某电阻温度传感器使用要求,研制了一种新型镍热电阻丝;通过制备了7种不同成分的镍稀合金电阻丝材料,分别测试了其电阻温度系数,分析了成分对电阻温度系数的影响;同时,采取不同的热处理工艺,分析了热处理工艺对电阻温度系数的影响;并测试了镍电阻丝的稳定性,最终制备了用于某型号电阻温度传感器的镍电阻丝,该镍电阻丝具有特定电阻温度系数和优良的稳定性能。

低温铜电阻温度计电阻-温度特性

介绍一种供高温超导材料性能测试使用的小型金属壳铜电阻温度计及其制作方法,给出了53～300K温度范围内的电阻-温度关系参考表与标定方法。

填充粒子对复合型导电硅橡胶电阻温度特性的影响

研究了炭黑填充复合型导电硅橡胶的电阻温度特性，分析了升温过程中导电硅橡胶电阻特性的详细变化过程。研究了导电粒子和白炭黑含量对导电硅橡胶电阻温度特性的影响，测量了在不同热处理温度下电阻率的变化及加力时电阻的弛豫时间。分析了热处理对电阻特性影响的机理。

导电炭黑填充硅橡胶的电阻温度系数

以炭黑(CB3100)为导电相,硅橡胶为基质制备导电复合材料。研究导电橡胶中炭黑质量分数对电阻温度系数的影响,并用填料对电阻温度系数的影响。以隧道效应理论为基础,给出了导电炭黑填充橡胶的电阻温度系数计算模型,结合实验得到温度对导电炭黑/硅橡胶电阻温度系数的影响主要体现在对其电阻率的影响;基体的体积热膨胀提高复合材料的电阻率,提高了正电阻温度系数;炭黑粒子间的隧道效应降低复合材料的电阻率,增强了负电阻温度系数;在炭黑/硅橡胶中加入少量碳纳米管,利用碳纳米管和炭黑的协同补强效应,使复合材料的导电性和稳定性提高。

新型节能导线电阻温度系数的试验研究

研制了高温精密恒温油浴试验台,采用高温油浴温度控制方式控制绞线温度,解决了电阻温度系数试验中绞线温度不能精确控制和绞线内外层温度差异的问题,对电阻温度系数测试方法进行了改进,并进行了钢芯高导电率铝绞线、铝合金芯高导电率铝绞线和中强度铝合金绞线3类新型节能导线的电阻试验,计算得到其电阻温度系数,可为工程设计提供支持。

退火对标准铂电阻温度计性能影响的研究

退火是消除铂电阻温度计内部由于机械振动等因素带来应力的最有效手段，同时也可能改变铂电阻温度计内部铂丝的氧化状态。选用不同国家生产的4支标准铂电阻温度计，分别在600℃、500℃、450℃、420cC、350℃进行退火，研究铂电阻温度计退火后在室温下随时间的变化规律。结果表明，不同的退火温度对铂电阻温度计阻值产生不同影响，对应温度变化量可达1mK，退火后在室温下0～6h内变化显著，保持同一个热状态可有效提高铂电阻温度计的测量水平。