温度传感器新标准
2015-3-22 20:59:50 点击：
日前，从中国计量科学研究院了解到，为提高工业电阻温度计测温准确性和稳定性，该院提出了一种新的分度工业铂热电阻温度计的方法——国际温标分度法，并通过专家验收。该方法为分度工业铂热电阻温度计制作高精度数字温度计、高精度温度传感器提供了一种新思路和方式，填补了国内空白。
据了解，工业铂热电阻温度计是一种应用广且数量大的测温仪器，几乎在各个涉及温度测量的行业和部门都有使用。以热能表配对温度传感器为例，目前我国每年仅用于热能表温度传感器的工业铂热电阻温度计数量超过600万支，其测量准确性对于热能表的热量计量至关重要。但由于生产工艺和检测技术的不完善，大量工业铂热电阻温度计的测量准确性还不能得到科学衡量，其所特有的良好线性关系、稳定性好、精度较高等优点并没有得到充分的发掘和深入细致的研究。
中国计量科学研究院副研究员金志军介绍，国内外相关标准或技术规范中普遍采用CVD（Callendar-VanDusen）方程的计算方法对工业铂热电阻温度计进行计量检测。但该方法存在准确度不高、稳定性低、不确定度较大等问题，使得工业铂热电阻温度计无法作为传递标准使用。为此，多数工业测温领域或要求不高的计量站、检测中心等只能采用标准水银温度计或标准铂电阻温度计作为溯源传递标准，这两种方法已不能满足实际需要。
在实际工业测温领域，由于各种条件限制，标准铂电阻温度计常常无法使用；而水银温度计使用烦琐且对人身健康及环境存在潜在危害和污染，欧洲、美国已相继表明将逐渐取消水银温度计的使用。标准铂电阻温度计和水银温度计的弊端使得温度量值传递和溯源在工业测温领域无法实现，严重影响了温度测量和实验的正常进行。在此情况下，建立科学合理、适用的工业铂热电阻温度计标准显得非常迫切和必要。为解决这一问题，中国计量科学研究院于2010年开始了相关研究。
金志军介绍，该课题主要研究采用ITS-1990国际温标定义的内插公式对工业铂热电阻温度计进行定义赋值的可行性，并与普遍采用的CVD方程给出的温度-电阻关系计算结果相比较，进而给出二者存在的差异，探讨建立精密工业铂热电阻温度计作为传递标准的途径与方法。通过不同型号、不同厂家制造的多支工业铂热电阻温度计在不同温区分别开展研究和分析，给出每支温度计的实验结果、数据曲线及采用两种不同方法分度所引起的测量误差。实验证明：ITS-1990国际温标的内插方法用于工业铂热电阻温度计是可行的，与传统的CVD方程用于工业铂热电阻温度计检定分度的计算方法相比，具有较好的准确性和一致性。
据了解，工业铂热电阻温度计是一种应用广且数量大的测温仪器，几乎在各个涉及温度测量的行业和部门都有使用。以热能表配对温度传感器为例，目前我国每年仅用于热能表温度传感器的工业铂热电阻温度计数量超过600万支，其测量准确性对于热能表的热量计量至关重要。但由于生产工艺和检测技术的不完善，大量工业铂热电阻温度计的测量准确性还不能得到科学衡量，其所特有的良好线性关系、稳定性好、精度较高等优点并没有得到充分的发掘和深入细致的研究。
中国计量科学研究院副研究员金志军介绍，国内外相关标准或技术规范中普遍采用CVD（Callendar-VanDusen）方程的计算方法对工业铂热电阻温度计进行计量检测。但该方法存在准确度不高、稳定性低、不确定度较大等问题，使得工业铂热电阻温度计无法作为传递标准使用。为此，多数工业测温领域或要求不高的计量站、检测中心等只能采用标准水银温度计或标准铂电阻温度计作为溯源传递标准，这两种方法已不能满足实际需要。
在实际工业测温领域，由于各种条件限制，标准铂电阻温度计常常无法使用；而水银温度计使用烦琐且对人身健康及环境存在潜在危害和污染，欧洲、美国已相继表明将逐渐取消水银温度计的使用。标准铂电阻温度计和水银温度计的弊端使得温度量值传递和溯源在工业测温领域无法实现，严重影响了温度测量和实验的正常进行。在此情况下，建立科学合理、适用的工业铂热电阻温度计标准显得非常迫切和必要。为解决这一问题，中国计量科学研究院于2010年开始了相关研究。
金志军介绍，该课题主要研究采用ITS-1990国际温标定义的内插公式对工业铂热电阻温度计进行定义赋值的可行性，并与普遍采用的CVD方程给出的温度-电阻关系计算结果相比较，进而给出二者存在的差异，探讨建立精密工业铂热电阻温度计作为传递标准的途径与方法。通过不同型号、不同厂家制造的多支工业铂热电阻温度计在不同温区分别开展研究和分析，给出每支温度计的实验结果、数据曲线及采用两种不同方法分度所引起的测量误差。实验证明：ITS-1990国际温标的内插方法用于工业铂热电阻温度计是可行的，与传统的CVD方程用于工业铂热电阻温度计检定分度的计算方法相比，具有较好的准确性和一致性。
此前，提高工业铂热电阻温度计测温准确性和稳定性的手段主要为提高元件纯度、改善封装技术、改进制作流程等，该课题则从计算方法上给出了一种新思路与新方法，为精密工业铂热电阻温度计在我国温度量值传递和溯源体系的完善奠定了基础。可广泛应用于工业测温领域，对于提高测量准确性、建立工业铂热电阻温度计的标准测温体系、水银温度计的替代研究等有重要意义。
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关键词：热电阻，热电偶，热敏电阻，铂电阻，PT100，PT1000，压力传感器，数字温度传感器
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