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。

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。

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。

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。

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。

0℃～419527℃标准铂电阻温度计大区比对的评述

2000年,国家质量技术监督局计量司下达了大区级计量技术机构间标准铂电阻温度计的比对任务。中国计量科学研究院作为主导实验室制定并完成了此次大区比对的工作细则和最终的数据处理和评估。共有7个大区级计量技术机构的温度实验室参加了比对工作。通过对已公布的结果进行分析和评述,使大家了解国际ITS-90温标在中国的实施现状,指导今后进一步提高ITS-90复现和维护水平,从而确保各大区级计量技术机构温度实验室在0℃～419 527℃范围内温度量值的准确传递和可靠的量值溯源。

ITS-1990国际温标分度工业铂电阻温度计的实验研究

长期以来工业铂热电阻均采用Callendar-VanDusen（CVD）方程的方法来分度，标准铂电阻温度计是根据国际温标ITS-1990采用不同温区的内插公式来分度。在CVD方程和ITS-90温标的内插公式之间存在系统差异。实验研究及结果表明，将ITS-1990国际温标内差公式的方法用于工业铂电阻温度计是可行的，在0～300℃实验温区、100℃以上采用ITS-1990国际温标分度方法其一致性更好，准确度也明显优于CVD方程的计算结果。

基于最小二乘支持向量机的车用铂电阻温度传感器非线性校正

依据铂电阻温度传感器样本,提出了一种采用最小二乘支持向量机辨识传感器逆模特征的校正铂电阻温度传感器非线性误差的原理和方法.该方法不需逆模型函数形式的先验知识,能够保证找到的极值解就是局最优解,具有较好的泛化能力.实例应用表明,其检测精度可达到0.1℃,铂电阻温度传感器非线性校正效果好.

标准铂电阻温度计的自热效应研究及零功率修正方法

标准铂电阻温度计作为温度标准器,在国家量值传递系统表中占有重要地位,它的测量可靠性和精度也较其他传感器(如数字传感器、热电偶等)优越。通过试验得到标准铂电阻温度计在不同温度下的自热效应数据,结合传统的"二电流法"测量方法,通过与零功率修正方法进行比较,分析标准铂电阻的自热效应引入的不确定度,给出自热效应评价方法以及零功率修正的意义。该研究成果对量值传递可靠性及对实验室建标具有重要指导价值。

标准铂电阻温度计在0～30℃范围内的不确定度评定

本文给出了 0～ 30℃分温区内基于ITS 90温标定义的固定点———镓熔点复现装置的标准不确定度及扩展不确定度评定 ,以及由此引起的 0～ 30℃范围内工作基准铂电阻温度计分度的各温度点上的不确定度。本文的分析结果可用于该温区内使用标准铂电阻温度计测温结果的不确定度分析。

铂电阻温度传感器现场检定的干扰故障及处理方法

为解决中国自动气象站铂电阻温度传感器在现场检定过程中出现温度数据读取异常的情况,从软件和硬件两方面分析了可能造成数据读取异常的故障原因。通过调整软件的质控阈值范围和测量铂电阻温度传感器的对地电阻两种方式判定,得出结论为被测铂电阻温度传感器的接地故障导致了信号干扰引起数据读取异常。分析了3种导致铂电阻温度传感器产生接地故障的情况,并提出修复故障的方法,故障修复后现场检定工作得以顺利进行。

铂电阻温度传感器的非线性特性及其线性化校正方法

详细地介绍了有关铂电阻的非线性特性并提出三种线性化校正方法。

精密铂电阻温度计的校准方法

介绍了精密铂电阻温度计的特性及0~660.323℃温度范围内精密铂电阻温度计的校准方法。提出对测量上限温度高于450℃的精密铂电阻温度计可参考使用说明书要求进行上限温度退火，进行定点法校准时，可采用熔化点温坪替代凝固点温坪，对于无法进行定点法校准的精密铂电阻温度计，可采用比较法校准及采用简化公式计算各项参数的可行性，同时指出自热效应对测量的影响。

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。

一等标准铂电阻温度计在(0～419.527)℃温区检定的不确定度评定

介绍了一等标准铂电阻温度计的在锌凝固点及锡凝固点检定的不确定度的评定方法，包括Ａ 类标准不确定度及Ｂ类标准不确定度的确定，标准不确定度的合成及有效自由度的计算，并按误差传播公式计算出了在各温度点的扩展不确定度及包含因子。

用锌凝固点和水沸点检定二等标准铂电阻温度计的扩展不确定度评定

按照规范 ,JJF10 59- 1999,对二等标准铂电阻温度计在锌凝固点及水沸点检定的不确定度进行了评定 ,通过建立测量数学模型确定各标准不确定度分量 ,并按不确定度传播公式给出固定点间各温度点的扩展不确定度及包含因子。

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。

车用铂电阻温度传感器非线性校正

针对车用铂电阻温度传感器信号参数值与A/D转换结果不成线性关系的实际情况,在其工作范围内,通过基于最小二乘法下的非线性校正后,满足大部分低温、常温应用场合。实例应用表明,其检测精度可达到0 .1℃,铂电阻温度传感器非线性校正效果令人满意。