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。

基于配重式铂热电阻的表面温度计设计与研究

针对现有表面温度计在测量过程中受环境和人为因素影响较大的问题,该文通过硬件设计和软件算法的创新性改进,研制一款基于配重式铂热电阻表面温度计。在硬件方面,选择铂热电阻作为温度传感器以提高测量准确性。热传导材料方面,采用铜作为最佳热传导基底,结合独特的配重探头装置和防风罩设计,有效降低测量误差和环境干扰。软件方面,通过优化的温度标定算法和引入BP神经网络,进一步提高温度测量的准确度和稳定性。与传统热电偶型表面温度计相比,该文研制的配重式表面温度计在最大示值误差和稳定性方面均有显著提升,最大示值误差仅为-0.2°C,达到稳定状态的时间仅需140 s。该研究在减少人为误差和外界环境干扰方面取得显著成果,为工业生产、校准实验室、环境监测和食品加工等领域提供一种高准确度、高稳定性的表面温度测量解决方案。未来研究将聚焦于软件算法的智能化和新型传感器材料的探索,以进一步提高测量精度和仪器适用范围。

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。

变压器温度数据异常分析

变压器本体温度计示值与远方温度数据之间存在的数据差异会对变压器的安全运行产生一定的影响。文章介绍了变压器测温装置的配置及原理,分析了可能产生温度数据差异的原因,以期为相关人员提供参考。

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。

1590超级测温仪自动测试系统的开发

1590超级电阻测温仪采用的软盘数据存储设备与目前的主流计算机不兼容导致数据无法即时存储,因此开发了基于1590超级电阻测温仪的数据采集、控制和数据处理软件平台,组成基于1590超级电阻测温仪的自动测试系统。通过该软件平台可以在PC机上自动设置1590超级电阻测温仪的参数,实时显示测量数据,可同时观察多个通道温度/电阻随时间变化的测量曲线并自动存储测量数据。应用该系统可以进行固定点容器温坪复现过程的监控分析、温度回升监测报警,高精密铂电阻温度计校准处理,高精密恒温槽、定点炉、干井炉的温度场均匀性和稳定性的测试与分析。

铂电阻数字测温仪表的最佳设计方案

提出了铂电阻数字测温仪表的最佳设计方案,分析了铂热电阻传感器的非线性特性;论证了现有的线性化方法的利弊,确定了采用非线性A/D转换器实现线性化补偿的设计方案;详细介绍了在-200℃～850℃范围内任意量程的最佳线性化参数及最大非线性化误差的计算方法;给出了具有三线制导线电阻消除功能的仪表完整的设计原理图及整机调试方法.该设计方案整机稳定性好,线路简单易行,调试方便,线性化精度高,不需要基准电压源,适用于全范围内任意量程的仪表,最大限度地降低了铂电阻数字测温仪表的元器件成本和调试成本,另外,同一个线路板,可用于铜电阻数字测温仪表.该设计方案具有很高的推广应用价值.

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。

核电厂反应堆冷却剂系统旁路温度高精度测量方法研究

为了提高核电厂反应堆冷却剂系统旁路温度的测量精度,建立了铂电阻温度计的温度-电阻特性曲线拟合模型和电阻-温度特性曲线模型,采用递推最小二乘法对样本数据进行拟合以确定特性曲线的模型参数。该方法根据铂电阻温度计的测量电阻值即可高精度计算出相应的温度。仿真结果表明,与现有方法相比,温度测量精度有明显提高,在温度检测领域具有重要的理论和应用价值。

基于Pt100铂电阻的无线地温测温系统设计

针对气象观测现有的Pt100铂电阻地温传感器存在线缆复杂,维护和更换不便的问题,设计了1种无线地温测温系统。该系统以恒流源对4线制Pt100铂电阻进行测温,并对测温信号进行滤波和放大,以内部集成A/D转换功能的STC12C5A60S2单片机为控制芯片,以nRF905芯片作为无线收发模块。该测温系统通过无线传输数据的方式,有效的减少了现有自动气象站的地温观测的线缆长度和复杂度,使地温传感器的维护、更换和现场检定工作更加便利。该系统为传感器配置使用了LCD1602液晶显示屏进行温度显示,使测温系统能够进行无线传输的同时,发射端也可作为独立的温度计使用。

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。

磁环境温度测量信号偏差实验研究

由于磁致电阻效应的存在,使得测温器件的信号在磁环境中会产生偏差,而准确的温度测量结果是材料制备或者磁环境下材料特性测量的基础。针对这一问题,对E型铠装热电偶和铠装Pt100铂电阻3种测温元件,在0~5T磁场环境中,-190~700℃温度范围的测温信号的偏差进行了实验研究。结果显示,2种器件的温度信号的整体趋势是随着磁场强度的上升而升高的,但是随着功率的增加,磁场变化引起的温度偏差逐渐减小,同时,升温速率与不同磁环境温差之间存在二次曲线关系。为今后磁环境下温度信号的校正技术提供了基础的数据支持和理论指导。

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。

多路铂电阻测温系统设计

薄膜铂电阻在温度测量领域应用日益广泛,但由于自热效应等特性影响导致实际测量准确度不高,因而结合多点测温的实际需求,提出通过控制流过铂电阻电流的时间方法,保证了铂电阻与被测环境温度保持一致,消除了自热效应影响。主要设计实现以C8051F350为主控制器的电流切换控制电路和信号采集电路,通过计算系统在标准温度点测量值的重复性指标和比较多路测量结果的一致性对性能进行了验证,结果表明设计的系统性能稳定,采集精度高。该方法为薄膜铂电阻应用于高精度温度测量领域提供了有益参考。