工作用温度计检定标准装置探讨

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  0 引言

  目前,我国检定500℃以下工业用温度计(包括玻璃液体温度计、压力温度计双金属温度计等)基本上都是采用标准水银温度计作为标准器。虽然水银温度计结构简单、使用方便,但存在一些明显的缺陷。首先,玻璃易碎,操作时稍不小心就会将温度计打碎,不但标准损坏,打碎的玻璃及里面的水银(汞)若落入恒温槽中清理起来非常麻烦,尤其是汞系有害物质,人吸入汞蒸汽严重的会引起中毒,对身体造成损害。因此若清理不干净或处置不当,会损害到检定人员的健康及对环境造成污染。现在,美国及欧盟等许多国家都禁止使用医用水银温度计(体温计),工业上也越来越少使用水银温度计。其次,水银温度计需人工读数,会产生一定的人为误差。因标准水银温度计测量时标尺刻线浸没在介质中,刻线上涂的颜色易脱落,使用时间久后读取示值不方便,甚至可能发生读数差错。另外,使用水银温度计作标准还无法实现检定工作的全自动化。为了更准确、可靠地进行量值传递,提高检定工作自动化程度,提高效率,保障检定人员的健康,保护环境,非常有必要用先进的标准装置替换水银温度计标准装置。随着计量技术和仪器仪表工业技术的发展,使得更先进的温度计标准装置成为可能。本文就可替代标准水银温度计的工作用温度计检定标准装置的组成及特点以及其与二等标准水银温度计标准装置的测量不确定度的比较等进行探讨。

  1 工作用温度计检定标准装置的组成

  工作用温度计检定标准装置主要由标准器-标准铂电阻温度计(SPRT)及电阻测温仪、恒温槽组成。

  标准铂电阻温度计是以高纯铂丝作为感温元件。其特点是质地柔软,容易加工成形,有较好的物理、化学性能。这种温度计早已成为国际温标的主要内插仪器之一。在90国际温标中,用它定义13K~961.78℃内的温度。它具有很好的稳定性和对温度的灵敏性,可以反映出微小的温度变化,是使用广泛的测温标准仪器。

  电阻测温仪是用于测量电阻温度计的电阻值并能根据所使用的电阻温度计的种类及证书给出的各项分度值将其自动换算成相应的温度值的智能化电测仪器。它与标准铂电阻温度计相连,可直接显示出测得的温度值。

  恒温槽提供各温度段稳定的温度源。包括低温槽、水槽、油槽、热管槽等。

  2 电阻测温仪的选择

  电阻测温仪的选择是该检定装置*重要的环节。电阻测温仪应具有较高的准确度和稳定性,可以直观的显示温度值并具有0.001℃以上的分辨率。

  美国福禄克(FLUKE)公司生产的各型电阻温度测试仪可满足不同实验室检定工作有的要求。有0℃时等效温度准确度达0.00025℃(25?或100? SPRT)的超级电阻测温仪,还有模块化、组态灵活、方便组成自动检定系统的堆栈式测温仪以及工厂计量室适用的便携式测温仪(1529)等。这些测温仪都具有两个以上的通道,方便进行恒温槽等的温差的测试,内置ITS-90温标公式,直观显示温度值。

  3 标准铂电阻温度计配电阻测温仪与水银温度计测量温度的测量不确定度分析

  分别对使用二等标准铂电阻温度计(SPRT)配1529型便携式测温仪组成的标准装置和使用二等标准水银温度计在测量100℃温度时的测量不确定度进行分析比较。

  使用标准铂电阻温度计配电阻测温仪作为标准器测量温度的测量不确定度优于使用二等标准水银温度计作为标准器测量温度,完全可以满足工作用各类温度计检定的量传要求。使用该标准装置读数直观,消除了人为的读数误差,避免了水银(汞)对检定人员及环境的损害,同时还便于组成自动检定系统,具有非常强的实用性,值得大力推广。