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。

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。

标准铂电阻温度计温度计算过程分析

标准铂电阻温度计在生产条件下测量时,具有准确度较高、稳定性较好的特点,被广泛用于传递国际温标和温度测量。为实现其阻值和温度的转换,本文针对转换中的函数运算、相关数据参数较多的问题,引入行列式进行分析和推导计算,得到(0~660.323)℃和(0~419.527)℃温度下的a、b、c和a、b值,并给出了测得电阻值和温度值的转化过程。

基于标准电阻法的精密铂电阻测温仪性能研究

基于标准电阻法,对3种不同型号的精密铂电阻测温仪进行示值误差、示值波动性及短期漂移性能对比试验。同时,针对不同的工作环境温度及标准铂电阻温度计ITS-90参数对测量结果的影响进行测试。结果表明:该测温仪准确度高、波动性小,且个别样品短期漂移可达0.01℃;工作环境温度对其不同型号的影响量不同,且温度计的参数对测量结果影响较小。

5~25 K深低温区交流电桥高稳定控温影响因素研究

控温稳定性是影响深低温区热力学温度测量不确定度、热力学温度国际比对可靠性以及温度标定水平的关键因素之一。为探究影响深低温区高稳定性温度控制的影响因素,在前期研究基础上,本文设计了温度计引线电阻和标准电阻控温实验方案,并在5 K和25 K开展了相关控温实验,定量评估了温度计引线电阻和标准电阻对深低温区温度测量平均值和控温稳定性的扰动影响。结果表明:温度测量平均值几乎不受引线电阻和标准电阻的影响;控温稳定性会随引线电阻和标准电阻而变化,引线电阻越低深低温区控温稳定性越高,并存在一个最佳匹配的标准电阻。本文研究结果可为构建深低温区高稳定性的低温工作环境提供参考。

对JJG 229检定规程检定方法差错的实验验证

依据JJG 229——2010《工业铂、铜热电阻》检定规程规定的条件和方法,采用两支标称电阻值(Rtp)为25Ω的标准铂电阻温度计作标准,多支Pt100型工业铂热电阻作被检样品,两个不同准确度的测量仪器,完成两种检定方法比较试验。试验时标准器分别用自测Rtp值和上级证书值,用比较法完成对工业铂热电阻的检定。从结果可以看出:用自测标准Rtp值检定,增加的结果偏差是用上级证书值的5倍以上,表明标准器由从本级标准装置赋值开展检定是不科学的,其效果可能南辕北辙。

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。

标准铂电阻温度计W_t数学模型使用中的理论误区及新模型研讨

长期以来,国内外温度计量学界对标准铂电阻温度计检定结果的不确定度使用数学模型W_t=R_t/R_(tp)进行评估。为探讨使用该数学模型的正确性,对此类温度计检定结果不确定度分量中最重要的影响量在该数学模型中的地位与影响进行分析研究。通过对误差分析、不确定度评估的结果与温度计检定中重要误差分量的图解数据比较,发现W_t公式所代表的误差(或不确定度)分量是总误差中很小的一部分,与大误差项相比几乎可以忽略不计。该结果还得到某一检定规程实际数据结果的验证,证明W_t公式作为不确定度评估的数学模型是不科学的,可能漏掉大误差项。指出按现行规程规定的温度定点分度方法,依靠W_t比值公式来规避电阻的绝对精密测量是不真实的。最后,在讨论电阻温度计检定方法与结果的基础上给出正确评估标准铂电阻温度计检定结果不确定度的数学模型。

工业热电阻检定装置标准器的优选验证

针对如何科学经济地减小工业热电阻检定装置检定结果的不确定度,提高工业热电阻检定结果的可信度问题进行试验验证研究。该试验的主要目的是验证不同规格型号标准铂电阻温度计对检定结果偏差影响的大小。试验结果表明:使用Rtp标称值100Ω的标准温度计,用上级证书Rtp值检定可以大幅减小检定结果的示值误差。既提高检定结果的可信度,又可降低检定装置对电测仪器在测量准确度与线性方面的要求,比使用Rtp标称值25Ω的标准温度计具有明显的优越性。

工业铂热电阻检定方法研究综述

工业热电阻检定规程虽已经历过几次版本修订,但业内就其检定方法、设备配置问题还有颇多争论。近年来有一批新的研究文献采用不确定度评估、误差分析计算、实验室试验验证、检定的测量模型的数理分析及使用标准器的数学模型分析等方法,对现行规程的检定方法、设备配置与检定结果的不确定度大小关系的合理性进行了系统地分析论证。该文列举比较现行规程规定要求及理论依据和与此有关的文献研究结果,归纳分析各方主要论点和方法依据的科学合理性及可能的认知误区,阐述检定方法与设备配置对标准器的量值溯源、标准器的使用、电测设备性能发挥的影响,以及水三相点使用条件及使用方法对测量方法的重大影响。分析总结科学、准确、检测工作效率高、建标成本低的检定方法和设备配置原则。并阐明使用科学合理的检定方法对推进社会发展、提高经济效益的意义。

标准铂电阻使用方法在热电阻检定与温度测量中的差异研究

就标准铂电阻温度计在热电阻检定与温度测量中的使用方法问题,以国内现行规范和专家的论断为讨论背景,采用理论计算和数据结果对比分析的方法进行研究。通过以标称电阻值(Rtp)为25Ω与100Ω的标准铂电阻,不同允差等级的电测仪器,不同的温度测量与工业热电阻检定方法,得到有意义的数据,辨别和证明国内规范及专家论据的一个误区。对改善工业热电阻检定方法的科学性和提高检定结果的准确性,具有较大的经济和社会价值。

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。

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。

浴式黑体辐射源校准方法研究

介绍了几种典型的浴式黑体辐射源,并详细说明了校准方法。校准过程包括恒温槽内工作区域划定、介质温度测量、黑体腔有效发射率评估、辐射温度有效发射率修正等步骤。最终给出了浴式黑体辐射源的校准结果,并进行了不确定度评定。

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。

气象用温度传感器检定结果的测量不确定度评定与应用

基于二等铂电阻温度计标准装置,以气象用铂电阻温度传感器为例,详细介绍了温度传感器检定结果的测量不确定度评定方法。通过建立温度传感器的测量模型,分析了测量不确定度来源,展示了各测量不确定度分量的评定过程。结果表明:采用二等铂电阻温度计标准装置检定时,温度传感器检定结果的扩展不确定度U=0.03(k=2)。各不确定度分量中,恒温槽波动性引入的标准不确定度为0.012℃,电阻测量仪器引入的标准不确定度分量为0.010℃,计量标准器引入的标准不确定度为0.004℃。

非金属材料的氙灯曝露试验概述

氙灯曝露试验是非金属材料的耐候性和耐光性测试的主要方法之一,本文着重介绍了氙灯曝露试验的原理、试验条件在当前的氙灯曝露试验设备上的物理实现、主要的氙灯试验标准以及氙灯曝露试验应考虑的因素。