用于标准铂电阻温度计的固定点装置校准规范
1范围
本规范适用于－189.3442℃～961.78℃范围中用于分度高温铂电阻温度计及标准铂电阻温度计的固定点装置的校准。（以下简称固定点装置）（高温铂电阻温度计及标准铂电阻温度计简称铂电阻温度计）
2 引用文献
1990《国际温标宣贯手册》
JJG160-1992《标准铂电阻温度计检定规程》
JJG716-1991《0℃～419.527℃工作基准铂电阻温度计检定规程》 JJG859-1994《标准长杆铂电阻温度计检定规程》
JJG985-2004《高温铂电阻温度计工作基准装置检定规程》 使用本规范时，应注意所有上述引用文献的现行有效版本 。
3 概述
定义固定点是国际温标中所规定的可复现的平衡温度。
ITS －90在－189.3442℃～961.78℃温度范围共有九个定义固定点，分别为：银凝固点，铝凝固点，锌凝固点，锡凝固点，铟凝固点五个凝固点，水三相点，汞三相点，氩三相点三个三相点以及镓熔点。
三相点是指单组分（一种纯物质）中三个相在平衡共存时的温度。
熔点与凝固点均定义为在标准大气压（101.325kPa ）下纯物质的固相与液相两相平衡温度。固定点容器是指装有可实现温标定义固定点温度的高纯物质的容器。
固定点中金属的纯度要求不低于99.9999%（按质量）
。水三相点瓶中的水应采用按ITS-90国际温标要求的纯水，而氩三相点采用的氩气不得低于99.999%（按质量）。
定义固定点装置是铂电阻温度计分度的装置。
定义固定点装置包括固定点容器、定点炉、恒温槽。3.1 各定义固定点的温度值及值)(t W r 表1定义固定点的温度值及值
)(90t W r 温度
№固定点90t ／℃90T ／K
r W （）
90t 1银凝固点961.78 1234.93 4.28642053 2铝凝固点660.323 933.473 3.37600860 3锌凝固点419.527 692.677 2.56891730 4锡凝固点231.928 505.078 1.89279768 5铟凝固点156.5985 429.9146 1.60980185 6镓熔点29.7646 302.9146 1.11813889 7水三相点0.01 273.16 1.00000000 8汞三相点-38.8344 234.3156 0.84414211 9
氩三相点
-189.3442
83.8058
0.21585975
3.2 温度值的定义及内插方法
1990年国际温标（ITS—90）规定在－189.3442℃～961.78℃温区内的温度值由在一组规定的定义固定点分度的铂电阻温度计确定。
温度值由下式确定：
R t R t W /)()(=（0.01℃） (1)
式中，为铂电阻温度计在温度的电阻值与水三相点温度（0.01℃）的电阻值的比值。)(t W t 3.3 符号说明
tp R 为铂电阻温度计在水三相点（0.01℃）的电阻值；
Ag W 为铂电阻温度计在银凝固点（961.78℃）的电阻值与的比值；
Ag R tp R Al W 为铂电阻温度计在铝凝固点（660.323℃）的电阻值与的比值； Al R tp R Zn W 为铂电阻温度计在锌凝固点（419.527℃）的电阻值与的比值； Zn R tp R Sn W 为铂电阻温度计在锡凝固点（231.928℃）的电阻值与的比值； Sn R tp R In W 为铂电阻温度计在铟凝固点（156.5985℃）的电阻值与的比值；
In R tp R W (100℃)为铂电阻温度计在100℃的电阻值R (100℃)与的比值；
tp R 为铂电阻温度计在镓熔点（29.7646℃）的电阻值与的比值；
Ga W Ga R tp R Hg W 为铂电阻温度计在汞三相点（－38.8344℃）的电阻值与的比值；
Hg R tp R Ar W 为铂电阻温度计在氩三相点（－189.3442℃）的电阻值与的比值；
Ar R tp R
4 计量特性
4.1 固定点复现装置
各种固定点复现装置包括：水三相点容器及保温装置，镓熔点装置，铟凝固点装置，锡凝固点装置，锌凝固点装置，铝凝固点装置，银凝固点装置，汞三相点装置及氩三相点装置。均应满足复现过程要求。
4.2金属凝固点装置的温场要求
4.2.1金属凝固点装置包括固定点容器和定点炉。在首次使用、每使用二年以及修理后使用时，需对其容器内垂直温场进行检查。垂直温场应在比凝固点温度高1.5℃～3℃时的稳定状态下测量。从固定点容器中心管底部起150mm （用于二等的小固定点炉为120mm ）范围内最大温差要求小于或等于表2规定。
表2定点炉容器内最大温差 单位：℃
定点炉银铝锌锡铟
工作基准
0.70.60.50.50.5最大温差一等标准0.90.80.70.60.64.2.2镓、水、汞、氩四个定义固定点装置不做温场检查。
4.3 定义固定点温坪的要求
应按校准周期对各个固定点装置温坪的温度变化进行检查。在温坪开始到结束的过程中始终用一支铂电阻温度计测量，记录温坪曲线。当铂电阻温度计的测量值的变化小于（或大于）0.5mK/10min 时可视为温坪开始（或结束），整个温坪的15%至85%之间的温度变化值要求小于或等于表3规定。
表3固定点温坪曲线的温度变化要求 单位：mK
固定点工作基准装置的凝固点温坪曲线的温度变化一等标准装置的凝固点
温坪曲线的温度变化
银凝固点
1.5
2.0铝凝固点
1.5
2.0锌凝固点
1.0 1.5锡凝固点
1.0 1.5铟凝固点
1.0 1.5镓熔点
0.8 1.2汞三相点
1.0 1.5氩三相点
1.0 1.54.4 固定点装置的复现性
新建及更换的固定点整套装置应进行复现性试验。每个点用不少于6次的复现结果的标准偏差按式（2）计算，其值换算成温度要求小于或等于表4的规定。
表4固定点的复现性要求 单位：mK
固定点 工作基准装置 一等标准装置 银凝固点 6.0 12 铝凝固点 4.5 9.0 锌凝固点 1.5 3.0 锡凝固点 1.3 2.6 铟凝固点 1.0 2.0 镓熔点 0.6 1.2 水三相点 0.5 1.0 汞三相点 1.5 3.0 氩三相点 1.5 3.0
∑=??=
n
i i
n x x
x s 1
2)
1/()()( (2)
式中：x ……单次复现结果；
x ……多次复现结果的平均值； n ……复现次数。4.5 固定点装置复现要求
固定点装置的复现应按铂电阻温度计的检定周期用三支铂电阻温度计每二年进行复现，也可进行比对。作为标准器的铂电阻温度计在固定点的复现值与其上级单位检定结果差值换算为温度差值要求小于或等于表5所规定的数值。
表5温度计在配套固定点的复现值与上级检定结果的差值要求 单位：mK 项目tp R Ag W Al W Zn W Sn W In W Ga W Hg W Ar W 工作基准装置 3.07.07.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 3.0一等标准装置
4.0
15.0
15.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
6.0
5 校准条件
5.1 环境要求
5.1.1 环境条件：环境温度（20±5）℃，相对湿度在15%～80%范围。5.1.2 室内要有冷却水通道及接地电阻小于0.5Ω的屏蔽地线。 5.2标准器
校准各固定点装置所使用的标准器其指标应符合标准铂电阻温度计的检定规程要求，并检定合格的三支铂电阻温度计。 5.3电测设备
测量铂电阻温度计的电测设备为测温电桥，配工作基准装置的测温电桥要求在引用修正值后测量电阻值的相对误差不大于。配一等标准的测温电桥要求不大于。如需配用标准电阻，其标准电阻的环境温度应满足准确度要求。允许使用技术指标不低于此要求的其它电测设备。 6102?×5101?×
6 校准项目和校准方法
6.1 校准项目(应根据所建标的分温区选择固定点)
表6校准项目内容项目tp R Ag W Al W Zn W Sn W In
W Ga
W Hg
W Ar
W 工作基准装置＋＋＋＋＋＋＋＋＋一等标准装置＋＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
＋
“＋”为应校项目。 6.2 校准方法
校准顺序为→→。每个温坪用三支铂电阻温度计，在至少两个温坪上取值，然后取每支铂电阻温度计两个温坪的平均值做最后的校准结果。
tp R t R tp R 任何固定点的值确定均采用t W tp t t R R W /=，其中tp R 是固定点t 前后两次的平均值。固定点复现后的数据处理均见6.3.2。 tp R 6.2.1 的复现
tp R 水三相点瓶冻制；
水三相点瓶冻制前，应放在冰槽中预冷1～2小时，然后用无水乙醇将温度计阱冲洗干净，向阱中不断地加入液氮或干冰，从阱底部开始逐步分层冻制到液面使阱周围冻结成一层厚度约10mm 的均匀冰套，要随时防止液面冻结。将稍高于0℃的水倒入阱中，使冰套内融可自由转动，将水从阱中完全排出，换入预冷好的水后保持在冰槽中。
水三相点瓶的使用与测量；
水三相点瓶冻制后应保持24小时再使用，使用时应保持冰套能自由转动，铂电阻温度计应在预冷后再插入水三相点瓶中。当铂电阻温度计达到热平衡后，开始读数。首先读取铂电阻温度计在规定测量电流的数值，然后测量自热效应，再读取铂电阻温度计在规定测量电流的数值。取测自热效应前后两次的平均值tp R tp R 。按6.3.2修正后作为铂电阻温度计在水三相点的电阻值。 tp R 6.2 .2 、的复现
Ag W Al W Ag W 、的复现可采用如下方法：当固定点容器内的金属熔化后，将炉温控制在比凝固点
高1.5℃～3℃的范围内。观察监视用的铂电阻温度计在固定点容器中的温度变化，若在10分钟
Al W
内温度波动小于0.1℃，即可以0.10℃/min～0.15℃/min 的速率降温，当监视铂电阻温度计数值停止下降并开始回升时，立即取出铂电阻温度计，插入一支清洗好常温的石英管诱导1分钟。然后将清洗好的温度计插入固定点炉中，同时将炉温控制在比凝固点约低1℃的温度上。铂电阻温度计达到热平衡后，开始读数。首先读取铂电阻温度计在规定测量电流的数值，然后测量自热效应，再读取铂电阻温度计在规定测量电流的数值，前后读数的差值要求小于或等于0.4mK，取其平均值Ag R 、Al R 。按6.3.2修正后作为温度计在银凝固点及铝凝固点的电阻值、。 Ag R Al R 第二、第三支复现的铂电阻温度计在插入前须进行700℃（或650℃）预热。分度完后的温度计要立即插回700℃（或650℃）的退火炉中进行2小时（或1.5小时）的退火处理，退火后的温度计在退火炉中随炉温降到420℃以下方可取出。
Ag R 、测量完毕并退火后的铂电阻温度计，应立即测量值。
Al R tp R 6.2.3 、的复现
Zn W In W Zn W 、的复现可采用如下方法：当固定点容器内的金属样品完全熔化后，将定点炉的炉
温控制并保持在比凝固点高1.5℃～3℃的范围内。用一支作监视的铂电阻温度计插入固定点容器中观察其温度变化，若在10分钟内温度波动小于0.1℃，即可以0.10℃/min～0.15℃/min 的速率降温，当监视铂电阻温度计的温度数值停止下降并开始回升时，立即取出监视铂电阻温度计，插入一支常温的石英管诱导1分钟后取出。同时将炉温控制并保持在比凝固点低约1℃的温度上。当插入的铂电阻温度计达到热平衡后，开始读数。首先读取铂电阻温度计通过规定电流的数值，然后测量自热效应，再读取铂电阻温度计通过规定的电流的数值，前后读数的差值换算为温度值要求小于或等于0.3mK，取其平均值In W Zn R 、In R 。按6.3.2修正后作为在锌凝固点、铟凝固点的电阻值、。
Zn R In R Zn R 、测量完毕后的铂电阻温度计，应立即测量。
In R tp R 第二、第三支被复现的铂电阻温度计在插入前须进行420℃（或156℃）预热。6.2.4 的复现
Sn W Sn W 的复现可采用如下方法：当固定点容器内的金属锡完全熔化后，将定点炉的温度控制并
保持在比凝固点高1.5℃～3℃范围内，用一支监视用的铂电阻温度计插入固定点容器中观察其温度变化，若在10分钟内温度波动小于0.1℃时，即可使熔锡以0.10℃/min～0.15℃/nim 的速率降温。当监视的铂电阻温度计其数值低于锡凝固点数值时，可取出铂电阻温度计，将室温下的不锈钢棒插入容器，并同时接通容器均热块的通气管，吹入惰性气体或干燥空气（压缩空气）使锡迅速冷却。1分半钟至2分钟后取出不锈钢棒后再插入监视用的铂电阻温度计，如其电阻值已上升至接近温坪数值，取出铂电阻温度计，将铂电阻温度计插入锡凝固点炉中，同时快速将固定点炉的炉温控制并保持在比凝固点低约1℃的温度上。铂电阻温度计达到热平衡后，开始读数。首先读取温度计在规定测量电流的数值，然后测量自热效应，再读取铂电阻温度计在规定测量电流的数值，前后读数的差值要求小于或等于0.3mK，取其平均值Sn R 。按6.3.2修正后作为温度计在锡凝固点的电阻值。
Sn R
Sn R 测量完毕后的铂电阻温度计，应立即测量。
tp R 第二、第三支被复现的铂电阻温度计在插入前须进行231℃预热。6.2.5 的复现
Ga W 镓熔点容器内的金属在使用前应使其处于固态，使用时将容器放入可控温的复现装置（可以是干体炉或液体槽）中，将其温度控制并保持在比熔化点温度高1.5℃～3℃范围内，将铂电阻温度计插入其中，当铂电阻温度计到达温坪并平衡后，首先读取铂电阻温度计在规定测量电流的数值，然后测量自热效应，再读取铂电阻温度计在规定测量电流的数值，前后读数的差值要求小于或等于0.3mK，取其平均值Ga R 。按6.3.2 修正后作为铂电阻温度计在镓熔点的电阻值。
Ga R Ga R 测量完毕后的铂电阻温度计，应立即测量。
tp R 6.2.6 的复现
Hg W 把汞三相点容器放入低温槽内，插入被复现铂电阻温度计。降低温槽内温度至－46℃，使容器中的汞自然冷却。当确认汞完全凝固并出现过冷（约低于汞三相点温度7℃）后，将恒温槽的温度回升至－37℃，并控制在此温度附近，使汞缓慢熔化。监测铂电阻温度计电阻变化，当温坪出现后，即开始测量其电阻。如果在不少于10分钟内数个读数的最大差值换算为温度值要求小于或等于0.2mK，则取数个读数的平均值Hg R 。按6.3.2修正后作为铂电阻温度计在汞三相点的电阻值。
Hg R Hg R 测量完毕后的铂电阻温度计，应立测量。
tp R 6.2.7 的复现
Ar W 将液氮注入杜瓦瓶中，使氩三相点容器逐渐全部浸泡在液氮中，以保证氩全部冷凝。插入被检温度计，观测温度计的电阻变化，当确认氩全部凝固后，将杜瓦瓶注满液氮。增加液氮的蒸汽压（或用脉冲加热法），将温度控制在高于氩三相点(0.3～0.5) ℃范围内，使固态氩逐渐融化，当温坪出现后（10分钟内温度变化小于0.2mK）即可进行测量，即开始测量其电阻。如果在不少于10分钟内数个读数的最大差值换算为温度值要求小于或等于0.2mK，取数个读数的平均值Ar R 。按6.3.2修正后作为铂电阻温度计在氩三相点的电阻值。
Ar R 测量完毕后的铂电阻温度计，应立即测定。Ar R tp R 6.3 数据处理 6.3.1 温度值
在各固定点测得的值与上级单位检定的三支铂电阻温度计证书上的值相减，再由求得其温度值。
t W t W dt dW / 下面列出各固定点的以便使用。 dt dW /
表7各固定点的值 单位：mK dt dW /-1 项目Ag W Al W Zn W Sn W In W Ga W Hg W Ar W dt dW / （1×）
610? 2.841 3.205 3.495 3.713 3.801 3.952 4.037 4.342
水三相点的测量结果与上级单位证书给出值的差值由求，一般为25Ω约0.1Ω/℃。
为2.5Ω及为0.25Ω的依此类推。
tp R tp R tp R tp R 6.3.2 数据修正
铂电阻温度计在各固定点的测量值应进行静压、自热、电桥所配标准电阻的温度修正。如果金属固定点容器在凝固点温度充入的氩气压力与标准大气压差值的绝对值小于2.0kpa ，对凝固点温度的影响可忽略不计，可不作气压修正，否则需要进气压修正。6..3.3 静压修正
tp R ,、,,,,,,的静压修正后的电阻值
Ag R Al R Zn R Sn R In R Ga R Hg R Ar R )1091.21(1
8
tp tp tp l cm
R R ××+×=?? (3)
Ag tp Ag Ag l cm R R R ×××?=??181053.1 .........（4） Al tp Al Al l cm R R R ×××?=??181013.5 .........（5） Zn tp Zn Zn l cm R R R ×××?=??181044.9 .........（6） Sn tp Sn Sn l cm R R R ×××?=??181017.8 .........（7） In tp In In l cm R R R ×××?=??171025.1 .........（8） Ga tp Ga Ga l cm R R R ×××+=??181074.4 .........（9） Hg tp Hg Hg l cm R R R ×××?=??171087.2 .........（10） Ar tp Ar Ar l cm R R R ×××?=??171043.1 (11)
式（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）中的为各固定点内样品液面至温度计感温元件的中部距离，单位为cm。
**l
7 校准结果的表达
7.1. 校准信息
校准证书或报告应至少包括以下信息：
a)标题，如“校准证书”或“校准报告”
；b)实验室名称和地址；
c)进行校准的地点（如果不在实验室进行校准）；d)证书或报告的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e)送校单位的名称和地址；
f)被校准对象的描述和明确标识；
g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对抽样程序进行说明；i)对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k)校准环境的描述；
l)校准结果及其测量不确定度的说明；
m)校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识，以及签发日期；n)校准结果仅对被校对象有效的声明；
o)未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。7.2 校准数据
校准证书应给出标准器的证书数据及在本单位复现的数据，以及两者之差。
tp R /Ω工作基准位数给到0.1mK ，一等标准位数给到1mK 。
Ag W 、、、、、、、工作基准位数给出七位有效数字，
Al W Zn W Sn W In W Ga W Ar W Hg W 一等标准位数给出六位有效数字。7.3 证书内容
证书上应给出三支温度计检定证书上的各固定点值与本次校准结果差值的绝对值，以mK 为单位，给到小数点后第一位。
校准证书格式见附录A 。 7.4 证书结论
校准中三支铂电阻温度计至少两支符合规范中表5的要求，则该固定点装置满足量传要求。
8 复校时间间隔
固定点装置的校准周期由用户自定，建议不超过两年。
附录A
校准证书(背面)格式
项 目
上级单位证书
数据
本单位校准
数据
差值(mK)
tp R /ΩAg
W Al W Zn W Sn W In W Ga
W Hg
W Ar
W 注：温度计按1990国际温标分度；W tp R t R t /)()(=。以下空白
附录B
基准铝凝固点不确定度评定
1998年我国温度基准参加了国际计量局组织的关键比对，为保证测量结果的等同性，我们根据国际上不确定度统一评定准则，对基准铝凝固点进行了重新评定。
对于铝凝固点的不确定度估算，采用了以前课题的研究及估算。其数学模型如下：
当对铝凝固点进行复现时，温度表示为x
t 5
4321t t t t t t x δδδδδδ++++=其中1t δ为复现性对铝凝固点温度的影响； 2t δ为微量杂质引起的凝固温坪的变化；
3t δ为在铝凝固点温坪时充入氩气对一个标准大气压偏离的影响；
4t δ为水三相点的影响；
5t δ为测量中电测设备非线性的影响。
B.1标准不确定度分量
用统计方法求得的不确定度分量为A 类标准不确定度。
在铝凝固点上，是采用数支温度计进行多次复现。这些复现包含了电测设备的零位漂移、噪声及读数误差等随机性的不确定度。对于铝凝固点其复现次数为8次，其复现性mK ，自由度60.01=u 71=ν。
B.2不确定度分量
铝凝固点上的B 类不确定度分量有：
B.2.1铝金属中的微量杂质引起的标准不确定度2
u 微量杂质对于铝凝固温度的变化是其中最大的，也是最重要的一项。选用99.9999%（质量百分比），其各种杂质的总含量不超过百万分之一。要定量估算这些微量杂质对凝固温度的影响，目前仍然为一个待解决的问题。通常根据化学分析报告给出的杂质含量，以及相的二元系相图中的液相线斜率估算。另一种是测定不同名义纯度样品的液相点之差，并按热分析中杂质含量和液相点降低之间的关系式进行估算。也就是按热分析有关理论将溶化分数的倒数（1/F ）与液—固相平衡温度之间的曲线，外推至1/F=0的点，由此进行估算。按以上两种方法进行估算的结果均为0.40mK 。则其微量杂质引起的标准不确定度40.02=u mK ，认为该结果的不可靠性为50%，则其
自由度2
2/5
.02
2==?νB.2.2由气压偏离大气压引起的标准不确定度3
u 压力的大小影响固定点两相共存的平衡温度。ITS—90规定的铝凝固点温度是在一个标准大气压（kPa ）下的固液平衡温度。固定点容器中充入的高纯氩气的压力是可调的，其压力用0.2级精密真空压力表测量，测量压力的不确定度为0.2kPa ，实际上要求调节的不确定性不超过1kPa 。各容器气压的平均值相对于标准大气压应不超过2kPa ，由此引起的液固相平衡温度变化产生的扩展不确定度如下：
323.1010=p 14.0100/20.7)/(=×=Δ?=p dp dT dT mK
均匀分布，则其标准不确定度为：
14.03=u mK ／3=0.08mK
由气压表的不确定度的引入误差影响，认为其不确定度的不可靠性为20%，则12
5.122/20.023≈==?νB.2.3水三相点引起的标准不确定度4
u 由水三相点瓶中微量残余气体，水中杂质、水分子中氢与氧同位素成分的影响，静压力修正不准等原因，都会引起实际的温度与理想的水三相点温度的偏离。水三相点的扩展不确定度为0.22mK ，水三相点的不确定度对铝点测量值的影响可计算如下：
92.022.0)205.3/987.33760.3(0=××==kdt dt Al mK
均匀分布，则标准不确定度53.03/92.04==u mK ，其不可靠性为20%，则自由度为：124=ν。
B.2.4电测设备非线性引起的不确定度5
u 凡是在复现性中已包含的因素，这里不应再重复估算。
这里只考虑测量电阻比的不确定度。根据电桥说明书及多次比对的结果，电阻比的扩展不确定度为，均匀分布，则在铝凝固点引起的标准不确定度为：
)(t W 7102?×12.03/102/)(75=××=
?dt
Al dW W u Al
mK ，
其不可靠性为20%，则自由度为：125=ν。
由液态金属静压改正量不准及热传导引起的不确定度很小，可忽略不计。
B.3标准不确定度
由于各标准不确定度分量彼此无关，则其相关系数为零。故合成标准不确定度
91.025
24
23
22
21
=++++=u u u u u u c ，有效自由度1851
24
==∑=i i
i
c eff
u ν
ν。
表
序号不确定度分量来源类别铝凝固点（mK ）i u 自由度i ν1复现性
A 0.60 7 2由样品中微量杂质引起的
B 0.40 2 3气压偏离大气压引起的 B 0.08 12 4水三相点引起的
B 0.53 12 5
电测设备非线性引起的 B
0.12 12 合成标准不确定度
0.91
18
B.4扩展不确定度
扩展不确定度，取置信水平99%，包含因子由置信水平与有效自由度决定，查t 分布表，铝凝固点的包含因子c ku U =k 88.2)(==eff p t k ν，
由此可知铝凝固点的扩展不确定度为2.62mK 。
计量标准技术报告 计量标准名称二等铂电阻温度计标准装置计量标准负责人 建标单位名称(公章) 填写日期2016 .1
目录 一、建立计量标准的目的…………………………………………………………..( 1 ) 二、计量标准的工作原理及其组成………………………………………………..( 1 ) 三、计量标准器及主要配套设备…………………………………………………..( 2 ) 四、计量标准的主要技术指标……………………………………………………..( 3 ) 五、环境条件………………………………………………………………………..( 3 ) 六、计量标准的量值溯源和传递框图……………………………………………..( 4 ) 七、计量标准的重复性试验………………………………………………………..( 5 ) 八、计量标准的稳定性考核………………………………………………………..( 6 ) 九、检定或校准结果的测量不确定度评定……………………………………....( 7 ) 十、检定或校准结果的验证………………………………………………………( 19 ) 十一、结论…………………………………………………………………………( 20 ) 十二、附加说明……………………………………………………………………( 20 )
一、建立计量标准的目的 随着国民经济的快速发展，工作用热电阻在测温领域的运用，越来越广泛，为了适应社 会发展的需要，满足我所的溯源需求，进一步开拓所新的业务，有必要在所建立工作用热电 阻检定装置，严格按检定规程要求进行工作用热电阻的检定工作，规范检定行为。同时，我 所已经具有满足工作用热电阻检定规程要求的环境条件、设施、标准仪器及配套设备，符合 开展工作用热电阻检定工作的条件，具备开展工作用热电阻检定工作的能力。本检定装置的 建立可覆盖测量范围在（-30～300）℃的工作用热电阻的检定。 二、计量标准的工作原理及其组成 组成：1-----标准铂电阻温度计 2-----被检热电阻温度计 3-----恒温油槽 4-----转换开关 5-----电测仪器 工作原理：该标准装置采用比较法进行检定，即将二等标准铂电阻温度计与热电阻同时插入冰点或恒温槽中，待温度稳定后，通过测量标准与被检的值，由标准算出实际温度，然后通 过公式计算得出被检的实际值()t R。
MV_RR_CNG_0215 标准长杆铂电阻温度计检定方法 1. 标准长杆铂电阻温度计检定规程说明 编号 JJG 859－1994 名称（中文）标准长杆铂电阻温度计检定规程 （英文）Verification Regulation of the Standard Long-Stem Platinum Resistance Thermometer 归口单位中国计量科学研究院 起草单位中国计量科学研究院 主要起草人武荷莲（中国计量科学研究院） 批准日期 1993年11月27日 实施日期 1994年6月1日 替代规程号 适用范围本规程适用于新制造、使用中的測温范围为83.8058～273.16K标准长杆铂电阻温度计的检定。 主要技术要求1.外观 2.结构 3.电阻特性 4.重复性 5.稳定度 6.自热效应和绝缘电阻 是否分级 否 检定周期（年） 2 附录数目 3 出版单位中国计量出版社检定用标准物质 相关技术文件 备注
2. 标准长杆铂电阻温度计检定规程摘要 一技术要求 1 外观 1.1 温度计保护管的长度(480±20)mm，外径为(7.0±0.6)mm，感温元件位于保护管末 端60 mm范围内。 1.2 温度计要有下列标志：生产厂、商标和出厂编号。温度计各部件必须完好且固定牢 固，感温元件的支撑骨架要完整无裂痕，保护管内无碎片，外表面无伤痕。 2 结构 2.1 温度计感温元件必须采用无应力结构，温度变化时感温铂丝应能自由膨胀和收缩。 2.2 温度计保护管必须密封，管内要填充干燥空气。 3 电阻特性 3.1 温度计的水三相点电阻值R(273.16 K)为25±1Ω。 3.2 温度计必须满足下列条件： W(234.315 6 K)≤0.844 235 (4) 4 重复性 温度计在检定过程中多次测得的水三相点，相互间的差值换算为温度：一等标准不超过 2.5 mK，二等标准不超过5 mK。 5 稳定度 温度计的检定结果与上一检定周期检定结果之差，不大于表1的规定。 表 1 相邻两个检定周期的检定允许差值 6 自热效应和绝缘电阻 6.1 温度计在水三相点温度时，通过1 mA电流引起的自热效应，一等标准不大于3.0 mK， 二等标准不大于4.0 mK。 6.2 在环境温度为15～30℃，相对湿度不超过80％的条件下，温度计的金属帽与引线之 间的绝缘电阻大于70 MΩ。 二检定条件 7 标准器 检定一等标准长杆铂电阻温度计的标准为一组工作基准长杆铂电阻温度计；检定二等标 准长杆铂电阻温度计的标准为一组一等标准长杆铂电阻温度计。标准组应不少于3支温度计。 8 检定设备
二等铂电阻温度计标准装置
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计量标准技术报告 计量标准名称二等铂电阻温度计标准装置计量标准负责人 建标单位名称（公章）
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目录 一、建立计量标准的目的????????????????????( ) 二、计量标准的工作原理及其组成??????????????( ) 三、计量标准器及主要配套设备????????????????( ) 四、计量标准的主要技术指标???????????????( ) 五、环境条件???????????????????????( ) 六、计量标准的量值溯源和传递框图???????????????( ) 七、计量标准的重复性试验???????????????????( ) 八、计量标准的稳定性考核????????????????????( ) 九、检定或校准结果的测量不确定度评定?????????????( ) 十、检定或校准结果的验证???????????????????( ) 十一、结论??????????????????????????( ) 十二、附加说明?????????????????????????( )
一、建立计量标准的目的 为了加强计量监督管理, 保障国家计量单位制的统一和量值的准确可靠, 有利于本公司的计量校准能力的提升，开展工业铂、铜热电阻的校准工作，满足本单位及周边地区企事业单位的工作使用要求。 、计量标准的工作原理及其组成 将标准铂电阻温度计与被检的工业铂、铜热电阻按规定的要求插入恒温槽中。恒温槽温度分别设定在0℃、100℃，待温度稳定并达到热平衡后，用电测设备分别测量标准铂电阻温度计与被检工业铂、铜热电阻的电阻值，再根据相应公式进行换算、计算，由此即可计算出被检热电阻的R0 、R100 、W100 等值，并根据检定规程对被检热电阻是否合格或是否符合相应等级进行判断。
MV_RR_CNG_0029 标准铂电阻温度计检定规程 1. 标准铂电阻温度计检定规程说明 编号 JJG 160—1992 名称 （中文）标准铂电阻温度计检定规程 （英文）Verification Regulation of the Standard Platinum Resistance Thermometer 归口单位 中国计量科学研究院 起草单位 中国计量科学研究院 主要起草人 王玉兰 (中国计量科学研究院) 批准日期 1992年6月15日 实施日期 1992年12月1日 替代规程号 JJG 160-89 适用范围 本规程适用于新制造、使用中及修理后的测量范围为0～419.527 ℃的标准铂电阻温度计的检定。 主要技术 要求 1 外观尺寸 2 结构 3 电阻特性 4 稳定性 5 热性能和其它性能 是否分级 否 检定周期（年） 2 附录数目 3 出版单位 中国计量出版社 检定用标准物质 相关技术文件 备注 2. 标准铂电阻温度计检定规程摘要 一 概 述 标准铂电阻温度汁(以下简称温度计)是根据金属铂的电阻随温度变化而变化的规律来测量温度的。 在0～419.527℃温区内，1990年国际温标(ITS－90) 采用标准铂电阻温度计作为温标的内插仪器，它使用一组规定的定义固定点和参考函数和相应的差值函数内插。 在0～419.527℃温区内，温度t 由下列公式确定： W r (t )＝C 0 f i ∑=9 1C i 〔(t /℃－481)/481〕i (1) t /℃＝D 0i ∑=9 1D i 〔(W r (t )－2.64)/1.64〕i (2) 116
热电阻温度计的结构和原理 其优点如下： 1、循环周期9～13秒，生产效率高，—条线年产标砖6000万块。 2、蒸养车可码放砖坯16层，有效利用蒸压釜，节约蒸压能耗23%。 3、整机布局结构紧凑，占地面积小，能节省土建投资成本达28%。 4、抓坯和码垛定位精度高，减少中间周转过程，提高制品的成品率。 5、自动化程度高，操作简单方便，实现单机单人操作。 热电阻温度计的结构和原理？ 热电阻是近年来发展起来的一种新型半导体感温元件。由于它具有灵敏度高、 体积小、重量轻、热惯性小、寿命长以及价格便宜等优点，因此应用非常广泛。负系数热敏电阻热敏电阻与普通热电阻不同，它具有
负的电阻温度特性，当温度升高时，电阻值减小热敏电阻的阻值---温度特性曲线是一条指数曲线，非线性度较大，因此在使用时要进行线性化处理，线性化处理虽然能改善热敏电阻的特性曲线，但比较复杂。热敏电阻的应用是为了感知温度为此给热敏电阻以恒定的电流，测量电阻两端就得到一个电压，然后就可以求得温度。如能测得热敏电阻两端的电压，再知道参数和系数k，则可计算出热敏电阻的环境温度，也就是被测的温度。这样就把电阻随温度的变化关系转化为电压温度变化的关系了。电阻温度计就 是把热敏电阻两端电压值经a/d转换变成数字量，然后通过软件方法计算得到温度值，再通过进行显示。 热电阻温度计的工作原理 热电阻 热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。1、热电阻测温原
理及材料热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加 这一特性来进行温度测量的。热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用最多的是铂和铜，此外，现在已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。2、热电阻的类型1）普通型热电阻从热电阻的测温 2）铠装热电阻铠装热电阻是由感温元件（电阻体）、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ2--φ8mm，最小可达φmm。与普通型热电阻相比，它有下列优点：①体积小，内部无空气隙，热惯性上，测量滞后小；②机械性能好、耐振，抗冲击； ③能弯曲，便于安装④使用寿命长。3）端面热电阻端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制，紧贴在温度计端面。它与一般轴向热电阻相比，能更正确和快速地反映被测端面的实际温度，适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。4）隔爆型热电阻隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒，把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内，生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于bla--b3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。铠
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4. 标准铂电阻温度计的使用方法及注意事项-------------------5 4.1温度计的检查--------------------------------------- 5 4.2温度计的检定--------------------------------------6 4.3温度计的测量--------------------------------------6 4.4测量结果的计算------------------------------------7 4.5计算方法举例---------------------------------------- 10 4.6温度计的维护与保管---------------------------------- 10 5.温度计可能出现的不正常现象及其应对措施--------------------- 10 6. 参考文献-------------------------------------------------12 附录一：0℃～720℃温区参考函数表 ----------------------------------13附录二：- 200℃～0℃温区参考函数表 ---------------------------------22 1. 概述 标准铂电阻温度计是1990年国际温标(ITS－90)规定的内插仪器，是目前技术条件下测温准确度最高、稳定性最好的测温仪器。标准铂电阻温度计是传递国际温标的计量标准器具。在检定各种标准水银温度计、精密温度计、工业铂、铜热电阻时作为标准器使用，也可直接用于高准确度的温度测量。 在我国，标准铂电阻温度计已得到广泛的应用。尤其是石英外护管二等标准铂电阻温度计，广泛应用于各级温度计量实验室的量值传递和精密测温。标准铂电阻温度计有二种外护管，石英外护管及金属外护管。石英外护管标准铂电阻温度计和金属外护管标准铂电阻温度计各有其优缺点。具体选择哪一种温度计，要根据用户
标准铂电阻温度计 试题 一、填空题： 1、在复现两相平衡固定点时，由于温度计的差异或不能精确地得到所需，将会发生对于给定温度有小的偏差。 2、冰点温度和水三相电温度之间约差0.01℃的原因是由于所含 和所处不同引起。 3、根据定律来定义的温度称为热力学温度。热力学温标一般是采用来实现的。 4、温度是反应分子的激烈程度。 温标是描述的表示方法。 二、选择题： 5、标准铂电阻温度计采用四线制形式的主要目的是。 （A）减少外界干扰造成的误差； （B）消除引线电阻和杂散电势带来的误差； （C）减小环境温度变化引起的误差； （D）配合专用电测仪器使用。 6、在适当的温度和压力条件下，物质可以不经过液相而直接从固相变为气相，这种转变叫做。 （A）沸腾（B）汽化（C）蒸发（D）升华 7、水三相点瓶制备好后的最初几小时中，温度计阱中测得的温度可能是。
（A）降得相当快，下降约万分之几开； （B）很快稳定下来； （C）升的相当快，上升约万分之几开； （D）有升有降，起伏变化； 8、热力学温标通常是用来实现的。 （A）基准的铂电阻温度计； （B）气体温度计； （C）基准光学高温计； （D）基准铂铑10-铂热电偶。 9、温度计在使用时都要有足够的插入深度，其主要目的室为了 （A）消除导热误差；（B）避免外界干扰； （C）稳定杂散电势；（D）消除辐射误差。 10、热力学温度的单位是开尔文，它定义为水三相点热力学温度的 。. （A）1/100；（B）1/273.15； （C）1/273.16；（D）1/273。 三、问答题： 11、什么叫自热效应？简述在铂电阻温度计复现定义固定点时自热效应的形成情况。
标准铂电阻温度计凝固点检定记录检定记录编号NO： 送检单位__________ _______ 被检温度计编号___________ ______ 准确度等级 _______ __________测量范围 标准电阻Rs编号 _____ ______ ______ 标准电阻R s 检定证书值标准电阻R s温度系数电桥编号_________ 检定点___________ 定点炉编号_____ ____ 水三相点瓶 编号_____ _____ 标准电阻温度计编 号 标准电 阻温度 计检定 证书值
环境条件温度相 对 湿 度 第次检定 检定结果 项目R Zn(Sn /R s R tp / R s 备 注 检定时室温(℃ 测开始时测
量时间间量 值 结束时间 平均值 Rs(Ω
RZn(Sn 或 Rtp (Ω W Zn(Sn 校核____________检定____________日期_____________ 标准铂电阻温度计自热效应测试记录 检定记录编号N O： 送检单位__________ _______ 被检温度计编号___________ ______ 准确度等级 _______ __________测量范围电桥编号 __________________ 水三相点瓶编号 ______ __________标准电阻Rs编号 ____ __________标准电阻R s
检定证书值 标准电阻R s温度系数项目 R tp /R s 备 注检定时室温(℃ 通过温度计 电流1mA mA 测 量 值 1
2 3 4 平均值 Rs(Ω Rtp(Ω 自热效应(mK 校核___________检定___________日期___ _______ 标准铂电阻温度计综合结果
Pt100 B 级铂电阻检定结果计算步骤 1、 输入标准铂电阻温度计在水三相点的电阻值* tp R 、标准铂电阻温度计证书内给出的电 阻比W *(100)、标准铂电阻温度计和被检热电阻的测量值、（电桥修正值） 注：检定B 级铂电阻不需要引入电桥修正值，检定A 级铂电阻时电桥修正值只需引入前3个码盘的修正值。 2、 求标准铂电阻温度计和被检铂电阻温度计测量值的平均值。 3、 被检铂电阻温度计测量值的平均值×5。 4、 计算电桥修正后的值。 =平均值＋修正值 5、 计算温度修正值t i 和△t 5.1 计算t i ——冰点槽内的温度 t i = 标准铂电阻温度计在温度t i 时的电阻值－标准铂电阻温度计在0℃时的电阻值 标准铂电阻温度计在0℃时电阻随温度的变化率 标准铂电阻温度计在温度t i 时的电阻值——*i R 标准铂电阻温度计在0℃时的电阻值——* R (0℃) *R (0℃)= * tp R /1.0000398 标准铂电阻温度计在0℃时电阻随温度的变化率——*0)/(=t dt dR *0)/(=t dt dR =0.00399×* tp R ∴t i = *i R －*R (0℃) * ) /(=t dt dR = *i R －* tp R /1.0000398 0.00399×* tp R 5.2 计算△t ——恒温槽偏离100℃的温度 △t= 标准铂电阻温度计在温度t b 的电阻值－标准铂电阻温度计在100℃的电阻值 标准铂电阻温度计在100℃时电阻随温度的变化率 标准铂电阻温度计在温度t b 的电阻值——* b R
标准铂电阻温度计在100℃的电阻值——* R (100℃) *R (100℃)=)100(*W ×* tp R 标准铂电阻温度计在100℃时电阻随温度的变化率——*100)/(=t dt dR *100)/(=t dt dR =0.00387×*tp R ∴△t= * b R －*R (100℃) *100 )/(=t dt dR = * b R －)100(*W ×*tp R 0.00387×*tp R 6、 被检铂电阻温度修正值换算成电阻值 6.1 计算R(t i ）——冰点槽内的温度换算成被检铂电阻的电阻值 R(t i ）=冰点槽内的温度×被检铂电阻在0℃电阻随温度的变化率 冰点槽内的温度t i = *i R －*R (0℃) *0 )/(=t dt dR = *i R －* tp R /1.0000398 0.00399×* tp R 被检铂电阻在0℃电阻随温度的变化率0)/(=t dt dR =0.00391×R′(0℃) R′(0℃)——被检铂电阻在0℃的标称电阻值 ∴0)/(=t dt dR =0.00391×100.00 ∴ R （t i ）= *i R －* tp R /1.0000398 0.00399×* tp R ×0.00391×100.00 6.2 计算R(△t ）——恒温槽偏离100℃的温度换算成电阻值 R(△t ）=恒温槽偏离100℃的温度×被检铂电阻在100℃电阻随温度的变化率 恒温槽偏离100℃的温度△t= * b R －*R (100℃) *100 )/(=t dt dR = * b R －)100(*W ×*tp R 0.00387×*tp R 被检铂电阻在100℃电阻随温度的变化率100)/(=t dt dR =0.00379×R′(0℃) R′(0℃)——被检铂电阻在0℃的标称电阻值 ∴100)/(=t dt dR =0.00379×100.00 ∴R(△t ）= * b R －)100(*W ×*tp R 0.00387×* tp R ×0.00379×100.00
铂电阻数字温度计课程设计报告 专业班级：测控技术与仪器063班 学生学号：106034070 学生姓名：张利辉 指导教师：潘文诚 设计时间：2009年5月
一、设计任务与要求 1．铂电阻线性电路的设计； 2．消除引线影响； 3．ICL7107显示数控电路的应用； 4. MATLAB和PROTEUS仿真； 5. 设计一个量程为0-300℃，分辨率为1℃的铂电阻数字温度计； 二、电路原理分析与方案设计 利用铂电阻温度传感器、随温度变化信号的线性化技术、消除引线电阻的影响并使用ICL7107显示电路制作一个量程为0～300℃，分辨率为1℃的铂电阻数字式温度计。 电路原理图如下： 三、单元电路分析与设计 1.铂电阻PT100温度传感器 导体的电阻值随温度变化而变化，通过测量其电阻值推算出被测环境的温度，利用此原理构成的传感器就是热电阻温度传感器。能够用于制作热电阻的金属材料必须具备以下特性：(1)电阻温度系数要尽可能大和稳定，电阻值与温度之间应具有良好的线性关系；（2）电阻率高，热容量小，反应速度快；（3）材料
的复现性和工艺性好，价格低；（4）在测量范围内物理和化学性质稳定，目前，在工业中应用最广的材料是铂和铜。 铂电阻与温度之间的关系，在0～630.74℃范围内可用下式表示： R T=R0(1+A*T+B*T^2) 在-200～0℃的温度范围内为 R T=R0[(1+A*T+B*T^2+C*(T-100℃)T^3)] 式中：R0和R T分别为在0℃和温度T时铂电阻的电阻值，A、B、C为温度系数，有实验确定，R0=100Ω,A=3.90802e-3℃^-1，B=-5.80195e-7^-2,C=-4.27350e-12℃^-4。铂电阻广泛应用于-200～850℃范围内的温度测量，工业中通常在600℃以下。 铂电阻随温度变化曲线： 二、线性化技术 1．原理及线路 ①
计量检定员考核试题（热电阻） 单位姓名分数 一、填空（每题4′） 1．目前国际上采用的温标是 1990年国际温标，于 1991年7月1日起开始实行。 2．工业铂、铜热电阻的检定规程号为 JJG229-2010 ，其检定周期最长不超过1 年。 3．检定热电阻时，标准器选用二等标准铂电阻温度计；检定铜热电阻时，也可采用二等标准水银温度计。 4．检定热电阻时，应选用成套工作的 0.02 级测温电桥；接触热电势小于 0.4 μV 的四点转换开关。 5．检定热电阻时，选用的油恒温槽其工作区域的垂直温差不大于0.02 ℃；水平温差不大于 0.01 ℃； 6．检定工业铂、铜热电阻在100℃的电阻值时，水沸点槽或油恒温槽的温度Tb 偏离100℃之值应不大于 2 ℃，炉温变化10min不超过 0.04 ℃。 7．二线制热电阻的电阻值偏差的检定，应包括引线的电阻值；测量其电阻时，应在热电阻的每个接线柱接出二根导线，然后按四线制进行接线测量。 8．检定热电阻时，当α超差而在0℃、 100 ℃点的允许偏差均合格，应增加在热电阻的上限温度检定。 9．在热电阻温度计中，R0和R100分别表示 0 ℃和 100 ℃时的电阻值。 10．分度号Pt10、 Pt100铂热电阻的R100/ R0 = 1.3850 ；分度号Cu50、
Cu100 铂热电阻的R100/ R0 = 1.4280 。 二、选择题（每题3′） 1．水的三相点是℃。（ B ） A）-273.16 B）0.01 C）0 D）100 2．在相同的温度变化范围内，分度号Pt100铂热电阻比Pt10铂热电阻变化范围大，因而灵敏度较：（ A ） A）高 B）低 C）一样 3．一般的情况，铜热电阻的测温范围比铂热电阻的测温范围：（ B ） A）宽 B）窄 C）一样 4．热电阻温度计是借金属丝的电阻随温度变化的原理工作的。下述有关与热电阻温度计配套的金属丝的说法，不合适的是：（ C ） A）经常采用铂丝 B）也有利用铜丝 C）也有采用镍丝C）也有采用锰铜丝 D）通常不采用金丝 5．温度越高，铂、镍、铜等材料的电阻值越（ A ） A）大 B）小 C)不变 三、简答题（45′） 1.为什么检定热电阻时，通过热电阻的电流应不大于？ 答：测量热电阻温度计的电阻必须有一个电流i流过电阻感温元件，电流i在电阻感温元件和引线上产生焦耳热将使套管内的温度升高，并在温度计内形成温度梯度。这称为内部热效应。在给定温度下，它仅是温度计结构和电流i的函数。因此，在检定和使用时，如果内部热效应相同，那么不引入误差。多年的检定表明，铂电阻温度计在水三相点时通过1mA测量电流导致温度偏高约
QTD-M020-2007 二等铂电阻温度计标准装置的测量不确定度评定 1.概述： 1.1测量依据：JJG229－1998《工业铂铜热电阻检定规程》 1.2测量标准：QJ18α型0.02级，测量电桥和二等标准铂电阻温度计。 1.3被测对象：工业B 级铂电阻温度计，分度号：P 1100 2.不确定度分量来源：经分析，不确定度分量来自以下几方面： 2.1测量重复性导致的不确定度； 2.2冰点槽，水沸点槽温差导致的测量不确定度； 2.3电测设备引入的标准不确定度； 2.4二等铂电桥传递误差导致的不确定度； 2.5（ t R ??）取值误差导致的不确定度。 3.数学模型： R ＝R t +R x +（ t R ??）t +Δt 式中：R t ——t 温度时被测实际电阻值； R x ——t 温度附近x ℃时被修得的电阻值 （ t R ??）t ——t 温度时被检温度计电阻随温度的变化率， △t ——检定槽温度偏离检定值 4.A 类不确定度的评定： 在0℃和100℃点上进行10次重复测量得到一组数据如下： 0℃时：100.0036、100.0031、100.0034、100.0034、100.0033、100.0036、100.0032、100.0037、100.0034、100.0033Ω 100℃时：138.5096、138.5091、138.5091、138.5094、138.5092、138.5098、138.5090、138.5095、138.5097、138.5096Ω
按公式Si ＝ 1 )(1 2 --∑=n x x n i i 分别求得0℃和100℃时的单次测量标准差为：1.98×10-4Ω 和 2.83×10-4Ω实际测量值以4次测量的平均值为测量结果， 所以：U(td1)=Si/4 U(td1)=9.45×10-4Ω 和1.42×10-4Ω, 自由度V1=9 5.B 类不确定度的评定： 5.1水沸点槽之间的误差为0.01℃是均匀分布，不确定度区间半宽 α＝△t×t R ??＝3.79×10-3Ω＝0.01℃×0.379Ω 在区间内可认为均匀分布， R ＝3 则u （td2）＝31079.33 -?＝2.19×10-3Ω γ＝50 5.2电测设备引入的不确定度u （td3）， 则u （td3）＝ 302 .0＝0.012Ω 100℃时：Pt100的名义值为138.50Ω，则138.50×0.02％＝0.0277Ω，在区间内可认为均匀分布， 则u （td3）＝ 3 0277 .0＝0.016Ω，γ＝50 5.3二等标准含的电阻引入的不确定度u （td4）； 0℃时，检定规程规定Rtp 周期不稳定性为5mK ，合电阻4.99×10-4Ω，属正态分布 u （td4）＝4.99×10-4 / 3＝1.66×10-4Ω 100℃时，检定规程规定Rtp 周期不稳定性为12mK ，合电阻1.16×10-3Ω，属正态分布 0℃时，Pt100的名义值为100Ω，则100×0.02％＝0.02Ω，在区间内可认为均匀分布，
信息工程学院课程设计报告书题目: 基于铂电阻的数字温度计的设计 专业：电气工程及其自动化 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2010 年 9 月20 日
信息工程学院课程设计任务书 年月日
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摘要 温度计量是计量学的一个重要分支，它在国民经济各领域中占有重要的地位。人们的日常生活、工农业生产和科学实验等许多方面都与温度测量有着十分密切的关系。1871年，西门子(Sir william Siemens)发现了铂电阻测温原理，制造出第一支铂电阻温度计。1887年，卡伦德(Hugh Callendar)改进了铂电阻温度计的工艺和研制测温电桥并得到了著名的卡伦德公式。之后，铂电阻温度计成为国际温标的标准仪器，并一直沿用至今。 金属热电阻是一种广泛应用的温度传感器。它以测量精确，线性好，重复性好，测量范围大，体积小等的点被用在很多场合，其中铂电阻传感器被定为测温的基准。金属热电阻特别是铜、铁等热电阻的大量使用，将给使用者在传感器的标定造成重复性的麻烦。因为传感器的标定既复杂又要求苛刻，且成本较高。为了解决这个问题我采用了一种方便的以精密铂电阻为标准传感器的金属热电阻的来作为温度传感器。 本文采用atmega16单片机作为处理的核心部分；用pt100作为温度传感器，由于atmega16单片机自带有A/D转换功能，把采集到的温度经放大后直接送到atmega16单片机，经过atmega16单片机处理后送到显示器，显示器将显示采集的温度，这样就能够达到题目的要求，而且其准确性也较高。 关键字：atmega16单片机，pt100温度传感器，数码显示，protues Abstract Temperature metrology, a major branch of metrology, plays an important role in every field of national economy . For example, people's daily life, industrial and agricultural production,scientific experiments and many other aspects are all connected closely to the temperature metrology. In 1871, Sir william Siemens discovered the principle of temperature measurement of platinum resistor and created the first platinum resistance thermometer in the world. , The platinum resistance thermometer technics was improved by Hugh Callendar in 1887 . At the same time he developed bridge for measuring temperature and made out the famous Callendar's formula. From then on Callendar's thermometer has been used as a standard instrument to international temperature scale. Metal heat resistance was widely used as temperature pickup in many situations for its precision measurement, good linearity and repetitiveness, great measuring range and minute extension. Callendar's
MV_RR_CNG_0177 0～419.527℃工作基准铂电阻温度计检定规程 1.0～419.527℃工作基准铂电阻温度计检定规程说明 编号JJG716-1991 名称(中文）0～419.527℃工作基准铂电阻温度计检定规程 (英文）Verification Regulation of 0～419.527℃ Working Standard Platinum Resistance Thermometer 归口单位中国测试技术研究院 起草单位中国测试技术研究院 主要起草人王福臣(中国测试技术研究院) 魏寿芳(中国测试技术研究院) 批准日期 1991年3月4日 实施日期 1991年11月1日 替代规程号 适用范围本规程适用于新制造和使用中的测温范围为0～419.527℃的工 作基准铂电阻温度计的检定。 主要技术要求 1 外观尺寸 2 结构 3 电阻特性 4 退火温度 5 稳定性 6 热性能和其它性能 是否分级 否 检定周期（年） 2 附录数目 2 出版单位中国计量出版社 检定用标准物质 相关技术文件 备注 2. 0～419.527℃工作基准铂电阻温度计检定规程摘要 一概述 铂电阻温度计是根据金属铂的电阻值随温度的变化而变化的规律来测量温度的。 在0～419.527℃范围内，1990年国际温标采用铂电阻温度计作为温标的内插仪器，即根据铂电阻温度计的电阻和内插公式来定义国际温标。 对于0℃到961.78℃的参考函数定义为： T90/K－ 754.15 (1)
W r (T 90)＝C 0＋i ∑ ＝9 1C i T 90/K －754.15 (1)W r (T 90)＝C 0＋i ∑＝9 1C i 481 计算误差在0.13 mK 之内，式(1)的反函数是： W r (T 90)－2.64 1.64 常数C 0、D 0、C i 和D i 在附录中列出。 在0～419.527℃范围内，偏差函数为： W (T 90)－W r (T 90)＝a 〔W (T 90)－1〕＋b 〔W (T 90)－1〕2 (3) 式中系数a 和b 由温度计在水三相点(0.01℃)，锡凝固点(231.928℃)和锌凝固点(419.527℃)上分度得到。 0～419.527℃范围的工作基准铂电阻温度计主要用于检定一等标准铂电阻温度计。 二 技术要求 1 外观尺寸 1.1 温度计保护管的长度应为480±20 mm ，外径应为7.0±0.5mm 。感温元件应位于保护管顶端起60mm 范围内。 1.2 温度计应有标明生产厂的标志和出厂编号，温度计各部件应完好。温度计感温元件的支撑骨架应完整无裂痕，保护管内不得有任何碎片，保护管外表不应有擦痕。各部件之间的装配应牢固。 2 结构 2.1 温度计感温元件应采用无应力结构，温度变化时感温铂丝应能自由膨胀和收缩。 2.2 温度计感温元件应为四端电阻器，即从感温元件两端各引出两根引线。外引线的末端应焊接紫铜接线片。 2.3 温度计保护管应密封，管内应充以含有氧气的干燥气体。 3 电阻特性 3.1 温度计在水三相点 (0.01℃) 时的名义电阻值R tp 应为25.0±1.0Ω。 3.2 温度计在镓熔点 (29.764 6℃) 时的电阻R (29.764 6℃)(以下简称R Ga )与R tp 的电阻比值W (29.764 6℃) (以下简称W Ga )应满足关系式： W Ga ≥1.118 07 (4) 4 退火温度 感温元件为石英十字骨架结构的温度计退火温度为630℃，其它骨架的温度计为450℃。 5 稳定性 5.1 温度计经退火后，在各个点的检定过程中多次测得的R tp 之间的最大差值，换算为温度，不应超过1.0 mK 。 5.2 温度计在各固定点上的检定结果，与上一周期的检定结果之差，换算为温度后不应超过表1的规定。 5.3 新制温度计的稳定性应满足以下要求：温度计在规定的退火温度退火100 h ，退火前后R tp 和W Zn 的变化，换算为温度后不应超过表1规定的数值。 表 1 (mK)
标准铂电阻温度计简介 标准铂电阻温度计是根据金属铂丝的电阻值随温度单值变化的特性来测温的一种标准仪器。ITS-90国际温标规定在13.8033K(-259.3467℃)到961.78℃内标准铂电阻温度计是内插仪器。ITS-90国际温标中0℃～961.78℃标准铂电阻温度计的参考函数，就是由中德两国用一支中国云南的高温铂电阻温度计的特性而确定的。标准铂电阻温度计是目前生产条件下测量温度时能达到准确度最高、稳定性最好的温度计。 标准铂电阻温度计是用于传递国际温标的计量标准器具, 也可以直接用于准确度要求较高的温度测量。 任何一支铂电阻温度计都不能在13.8033K到961.78℃整个温区内有高的准确度,甚至不能在此全温区内合适使用。温度计在哪一个或哪些温区中使用，通常是由它的结构来决定的。从使用温度范围分类，标准铂电阻温度计主要有以下四类： ①适用于0℃～961.78℃温区：Rtp名义值为0.25Ω或2.5Ω的高温标准铂电阻温度计（银点温度计），石英保护管, 长度660mm； ②适用于0℃～660.323℃温区：Rtp名义值为25Ω的标准铂电阻温度计（铝点温度计），石英保护管,长度520mm； ③适用于0℃～419.527℃温区：Rtp名义值为25Ω或100Ω的标准铂电阻温度计（锌点温度计），温度计保护管有石英或金属两种,长度为480mm。此结构的温度计最低可用到氩三相点（83.8058K）； ④适用于13.8033K～273.16K温区：Rtp名义值为25Ω的低温套管标准铂电阻温度计，保护管有玻璃和铂套管两种,长度50mm到60mm； 标准铂电阻温度计，按等级可分为工作基准、一等标准和二等标准，金属套管标准铂电阻温度计最高等级为二等标准。高温标准铂电阻温度计，执行JJG985-2004《高温铂电阻电阻温度计工作基准装置》检定规程。锌点、铝点标准铂电阻温度计执行JJG160-2007 《标准铂电阻温度计》检定规程。低温套管标准铂电阻温度计，执行JJG 350-1994《标准套管铂电阻温度计》检定规程。 我公司的标准铂电阻温度计使用纯石英做骨架、绝缘管和保护管；绝缘管和保护管外表面进行抑制热辐射的喷砂处理；用高纯度的金属铂丝制作无应力结构
用于标准铂电阻温度计的固定点装置校准规范 1范围 本规范适用于－189.3442℃～961.78℃范围中用于分度高温铂电阻温度计及标准铂电阻温度计的固定点装置的校准。（以下简称固定点装置）（高温铂电阻温度计及标准铂电阻温度计简称铂电阻温度计） 2 引用文献 1990《国际温标宣贯手册》 JJG160-1992《标准铂电阻温度计检定规程》 JJG716-1991《0℃～419.527℃工作基准铂电阻温度计检定规程》 JJG859-1994《标准长杆铂电阻温度计检定规程》 JJG985-2004《高温铂电阻温度计工作基准装置检定规程》 使用本规范时，应注意所有上述引用文献的现行有效版本 。 3 概述 定义固定点是国际温标中所规定的可复现的平衡温度。 ITS －90在－189.3442℃～961.78℃温度范围共有九个定义固定点，分别为：银凝固点，铝凝固点，锌凝固点，锡凝固点，铟凝固点五个凝固点，水三相点，汞三相点，氩三相点三个三相点以及镓熔点。 三相点是指单组分（一种纯物质）中三个相在平衡共存时的温度。 熔点与凝固点均定义为在标准大气压（101.325kPa ）下纯物质的固相与液相两相平衡温度。固定点容器是指装有可实现温标定义固定点温度的高纯物质的容器。 固定点中金属的纯度要求不低于99.9999%（按质量） 。水三相点瓶中的水应采用按ITS-90国际温标要求的纯水，而氩三相点采用的氩气不得低于99.999%（按质量）。 定义固定点装置是铂电阻温度计分度的装置。 定义固定点装置包括固定点容器、定点炉、恒温槽。3.1 各定义固定点的温度值及值)(t W r 表1定义固定点的温度值及值 )(90t W r 温度 №固定点90t ／℃90T ／K r W （） 90t 1银凝固点961.78 1234.93 4.28642053 2铝凝固点660.323 933.473 3.37600860 3锌凝固点419.527 692.677 2.56891730 4锡凝固点231.928 505.078 1.89279768 5铟凝固点156.5985 429.9146 1.60980185 6镓熔点29.7646 302.9146 1.11813889 7水三相点0.01 273.16 1.00000000 8汞三相点-38.8344 234.3156 0.84414211 9 氩三相点 -189.3442 83.8058 0.21585975
铂电阻数字温度计课程设计报告专业班级：测控技术与仪器063班 一、设计任务与要求 1．铂电阻线性电路的设计； 2．消除引线影响； 3．ICL7107显示数控电路的应用； 4. MATLAB和PROTEUS仿真； 5. 设计一个量程为0-300℃，分辨率为1℃的铂电阻数字温度计； 二、电路原理分析与方案设计 利用铂电阻温度传感器、随温度变化信号的线性化技术、消除引线电阻的影
响并使用ICL7107显示电路制作一个量程为0～300℃，分辨率为1℃的铂电阻数字式温度计。 电路原理图如下： 三、单元电路分析与设计 1.铂电阻PT100温度传感器 导体的电阻值随温度变化而变化，通过测量其电阻值推算出被测环境的温度，利用此原理构成的传感器就是热电阻温度传感器。能够用于制作热电阻的金属材料必须具备以下特性：(1)电阻温度系数要尽可能大和稳定，电阻值与温度之间应具有良好的线性关系；（2）电阻率高，热容量小，反应速度快；（3）材料的复现性和工艺性好，价格低；（4）在测量范围内物理和化学性质稳定，目前，在工业中应用最广的材料是铂和铜。 铂电阻与温度之间的关系，在0～630.74℃范围内可用下式表示： R T=R0(1+A*T+B*T^2) 在-200～0℃的温度范围内为 R T=R0[(1+A*T+B*T^2+C*(T-100℃)T^3)] 式中：R0和R T分别为在0℃和温度T时铂电阻的电阻值，A、B、C为温度系
数，有实验确定，R0=100Ω,A=3.90802e-3℃^-1，B=-5.80195e-7^-2,C=-4.27350e-12℃^-4。铂电阻广泛应用于-200～850℃范围内的温度测量，工业中通常在600℃以下。 铂电阻随温度变化曲线： 二、线性化技术 1．原理及线路 ①