標準鉑電阻溫度計計量檢定步驟詳解

《標準鉑電阻溫度計檢定操作過程》為標準鉑電阻溫度計生產廠（云南云潤儀表制造有限公司）根據計量檢定員實際操作步驟編寫，分享標準鉑電阻溫度計檢定操作過程中的經驗和細節，供廣大計量從業者參考。
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1. 標準鉑電阻溫度計檢定背景介紹
標準鉑電阻溫度計檢定規程代號《JJG160-2007 標準鉑電阻溫度計》。標準鉑電阻溫度計是國際90溫標的內插儀器，是一種在目前技術條件下測量準確度最高、穩定性最好的溫度計，標準鉑電阻溫度計是用于傳遞國際標準溫標的計量標準器具，在檢定各種標準水銀溫度計、工作鉑熱電阻、溫度傳感器等工業用計量器具時作為標準使用。

云南云潤儀表制造有限公司作為中國標準鉑電阻溫度計主導生產企業，熱學室建立了溫度基準裝置（鉑電阻溫度計基準裝置），該裝置是專門用于校準和檢定標準鉑電阻溫度計的，鉑電阻溫度計基準裝置覆蓋從-189.3422℃到961.78℃的溫度范圍，覆蓋7個溫區、9個固定點裝置和相應的測溫電橋及配套設備。9個固定點溫度分別為：氬三相點（-189.3422℃）、汞三相點（-38.8344℃）、水三相點（0.01℃）、鎵熔點（29.7647）、銦凝固點（156.5985℃）、錫凝固點（231.928℃）、鋅凝固點（419.527℃）、鋁凝固點（660.323℃）、銀凝固點（961.78℃）。

標準鉑電阻溫度計分為工作基準鉑電阻溫度計、一等標準鉑電阻溫度計和二等標準鉑電阻溫度計三種。溫度計型號在《標準鉑電阻溫度計型號命名》中有敘述。標準鉑電阻溫度計的外護管主要分為金屬材質和石英材質兩種。標準鉑電阻溫度計主要由感溫探頭、測溫桿、手柄和引線四部分構成。

2. 標準鉑電阻溫度計檢定操作過程
2.1 外觀檢查
將標準鉑電阻溫度計從保存盒中取出，用目力檢查產品外觀。溫度計外觀應無任何裂紋、內部無任何碎片、各部之間應固定牢固。
溫度計保護管長度應符合（規程）要求。標準鉑電阻溫度計保護管長度通常為480±20mm，可以用鋼卷尺測量。
感溫探頭應位于標準鉑電阻溫度計前端60mm，探頭外徑應為7±0.6mm。
溫度計外護管應干凈、無油污及其他附著物。
使用萬用表對溫度計4端引線電阻值進行測量，對標準值為25歐姆的標準鉑電阻溫度計來說，感溫元件同一端引線電阻值通常只有幾歐姆左右，不同端引線電阻通常在30歐左右。

2.2 絕緣電阻測量
使用絕緣電阻表對標準鉑電阻溫度計的絕緣電阻進行測量，測量時絕緣電阻表一端接到溫度計四根引線端子，另一端接到溫度計手柄金屬處，搖動絕緣電阻表搖柄，測量到的絕緣電阻值應大于200兆歐。

2.3 標準鉑電阻溫度計清洗和退火
經外觀檢查合格的溫度計，在檢定前應用無水乙醇（無水酒精）將溫度計外保護管擦洗干凈、擦洗過的溫度計不應用手或者其他物品觸及，以防止石英管在高溫下析晶。
對標準鉑電阻溫度計進行退火時，應小心地將溫度計從托盤中取出，一手握緊手柄，一手拿住溫度計引線，將溫度計垂直的插入退火爐的石英管中，插入時動作一定要小心、緩慢，感受到溫度計到達石英管底部后方可放手。
首次檢定溫度計按規程規定必須進行溫度計穩定性檢查。
標準鉑電阻溫度計在660℃或600℃退火4小時后隨爐溫降至420℃以下，取出溫度計測量Rtp和Wt；在600℃或600℃100小時后隨爐溫降至420℃以下，取出溫度計測量Rtp和Wt；前后Rtp和Wt之差應符合計量檢定規程表1要求。

等級             Rtp         W（100℃）        WSn                  WZn
一等標準         6mK        —                              9mK                   12mK
二等標準         15mK      12mk                        18mK                  25mK

后續檢定溫度計在使用上限溫度退火2小。使用在600℃以上要求在660℃退火；使用在400℃以上要求在600℃退火；使用在400℃以下要求在450℃退火；使用在室溫以下不用退火；也可以按照溫度計要求退火時間退火。
標準鉑電阻溫度計退火時間到后，關爐，溫度計隨爐溫降至420℃以下才能取出。

2.4 自熱效應測量
溫度計自熱效應測量用到水三項點瓶。
凍制好的水三相點瓶在使用之前，需要用一支金屬棒插入水三相點瓶中進行內融，大約內融5分鐘后將金屬棒拔出。
將三相點瓶從三相點瓶保持器中拿出，右手提著三相點瓶瓶口，左手托住底部，然手輕輕轉動瓶子，如觀察發現水三相點瓶內部冰套有轉動跡象，則三相點瓶就可放入使用了。
溫度計在測量水三相點值之前，需要在預冷孔中預冷，預冷時間大約需要5-10分鐘。預冷好的標準鉑電阻溫度計就可插入水三相點瓶中進行水三相點電阻值測量。
標準鉑電阻溫度計4根引線通過轉換開關與測溫電橋相連，使用高精密測溫電橋進行電阻值測量。
測量水三相點自熱效應時，先通入1mA電流測量電阻值。選取測量次數為30次，取最終的20次測量的平均值最為最終測量結果。
然后通入根號二mA電流測量電阻值，選取測量次數為30次。取最終的20次測量的平均值最為最終測量結果。
兩個電阻值相減計算即可得到自熱效應。
自熱效應測完后拔出溫度計，擦干酒精，將溫度計放入溫度計盤，在室溫放置一會兒，讓溫度計自然回溫。

2.5 各個固定點的測量
測完自熱效應的溫度計插到已到溫坪的鋅凝固點爐中，并將溫度計4根引線通過轉換開關與測溫電橋相連，結好后穩定30分鐘，即可進行溫度計在Zn凝固點的電阻值測量。測量完后，將引線解開，并將溫度計緩慢垂直地從定點爐測量孔中拔出，放置在溫度計盤中。
等到溫度計溫度回到室溫后，再進行鋅點后水三相點電阻值的測量。

使用液氮比較槽裝置對標準鉑電阻溫度計在氮沸點進行比較法測量。
在測量前需要對液氮比較槽注滿足夠的液氮，當注滿足夠的液氮后，待比較槽充分穩定后才可進行溫度計的檢定和校準。
檢定時先插入一支工作基準鉑電阻溫度計作為標準器，再插入一支被檢標準鉑電阻溫度計，待溫度充分穩定后即可進行測量。
分別測出工作基準溫度計的電阻值和被檢溫度計的電阻值。
測試結束后，將兩支溫度計再插入水三相點瓶中測量氮點后的水三相點值。由測得的數據通過計算即可得到氬點的比值WAr。

3. 實驗結果和數據處理
下面以在鋅凝固點和氬三相點測量為例來說明標準鉑電阻溫度計在固定點裝置的檢定方法。根據規程要求使用在零度到銀點的標準鉑電阻溫度計需要檢定水三相點、錫凝固點、鋅凝固點、鋁凝固點和銀凝固點，共五個凝固點；使用在低溫的溫度計，需要檢定水三相點、汞三相點和氬三相點，共三個溫度點。
將測量數據記錄到原值記錄上，根據規程要求：在各個定義固定點的值上必須進行兩次不同溫比值的測量，兩次測量值之差換算成溫度值要符合規程要求。以鋅凝固點測量值為例，兩天測量值之差值對于一等標準鉑電阻溫度計要小于2.0mK，對于二等標準鉑電阻溫度計要小于4.0mK，取兩次測量的平均值作為最終結果。
最終測量結果還應與上周期值進行比較，其差值也要符合規程規定。以鋅凝固點測量值為例，對以一等標準鉑電阻溫度計兩周期值應不超過9mK，對于二等標準鉑電阻溫度計兩周期值應不超過18mK，若超過18mK，此支標準鉑電阻溫度計就不合格。
以云潤公司一支溫度范圍-200℃-419.527℃標準鉑電阻溫度計為例，證書給出的格式應如下：正面給出相關信息；反面給出各個定義固定點的電阻比值和相對的系數值；在證書后面要附上該支溫度計對應的計算分度表。

好資料，值得收藏，謝謝分享