JJG 716-1991 0～419.527℃工作基准铂电阻温度计检定规程.pdf

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1、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

2、 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

3、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)Wr(T90)C0i91CiT90/K 754.15 (1)Wr(T90)C0i91Ci481 计算误差在 0.13 mK 之内，式(1) 的反函数是： Wr(T90)2.64 1.64 常数 C0、D0、Ci和 Di在附录中列出。 在 0419.527范围内，偏差函数为： W(T90)Wr(T90)a W (T90)1 b W (T90)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

4、) 上分度得到。 0419.527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 48020 mm ，外径应为 7.00.5mm 。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

5、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 Rtp应为 25.01.0。 3.2 温度计在镓熔点 (29.764 6 ) 时的电阻 R (29.764 6)(以下简称 RGa)与 Rtp的电阻比值 W (29.764 6) (以下简称 WGa)应满足关系式： WGa1.118 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 Rtp之间的最大差值，换算为温度

6、，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 Rtp和 WZn的变化，换算为温度后不应超过表 1 规定的数值。 表 1 (mK) RtpWSnWZn3.0 2.0 4.0 6 热性能和其它性能 6.1 温度计感温元件通过 1 mA 的电流，在水三相点温度时的自热效应，不应超过 2.5 mK。 6.2 温度计在锌凝固点温度时，温度计引线之间的杂散电势不应超过 0.6V 。 6.3 绝缘电阻 环境温度为 1535 之间，相对

7、湿度不超过 80的条件下，用 10 100 V 直流电压测量温度计手柄金属外壳和任一外引线之间的绝缘电阻，并变换试验电流的极性，稳定时的绝缘电阻不应小于 200 M。 三 检定条件 7 检定工作基准铂电阻温度计的标准为一组副基准铂电阻温度计。支数不应少于 3 支。 8 检定中需以下电测设备： a 精密测温电桥，测量电阻比值的相对误差不应大于 110 6。允许采用技术指标不低于上述要求的其它电测仪器代替精密测温电桥。 b 低电势直流电位差计，最小步进值为 0.1V 或高精度数字电压表。 9 检定中需以下装置： 9.1 锌凝固点炉。高纯锌的纯度不应低于 99.9999 ( 按重量) 。盛锌用的石墨

8、坩埚的高度不应小于 220 mm，石墨纯度不应低于 99.99。高纯锌和石墨坩埚密封在石英玻璃或硬质玻璃容器内，构成密封容器。容器内部应先抽空再充以纯度不低于 99.99的高纯氩气。容器内部的气体压力，在锌凝固点时应在 101.3252.0 kPa 范围内。如果容器内部压力已知，则允许容器内部的压力在 101.32520 kPa 范围内。 定点炉的轴向温场，从锌点容器中心管底部起 200 mm 范围内，任意两点的最大温差不应超过 0.5 K。 锌凝固点温度应定期用副基准组中的温度计检查，实际测得的 WZn和原证书上的 WZn之差不应超过 710 6。 9.2 锡凝固点炉。高纯锡的纯度不应低于

9、99.9999( 按重量) 。盛锡用的石墨坩埚的高度不应小于 220 mm，石墨纯度不应低于 99.99。高纯锡和石墨坩埚密封在石英玻璃或硬质玻璃容器内，构成密封容器，容器内部应先抽空再充以纯度不低于 99.99的高纯氩气。容器内部的气体压力，在锡凝固点时应在 101.3252.0 kPa 范围内。如果容器内部压力已知，则允许容器内部的压力在 101.35520 kPa 范围内。 定点炉的轴向温场，从锡点容器中心管底部起 200 mm 范围内，任意两点之间的最大温差不应超过 0.4 K。 锡凝固点温度应定期用副基准组中的温度计检查，实际测得的 WSn和原证书上的 WSn之差不应超过 510 6

10、。 9.3 水三相点容器。 9.4 镓熔点密封容器及恒温装置。 10 检定中还需以下设备： 10.1 退火炉。在放置感温元件处 100 mm 范围内，轴向最大温差不应超过 1 K。炉温在设置点附近，变化范围在3 K 以内。 10.2 水三相点保温容器。 10.3 10100 V 兆欧表。 11 整套检定装置在各个检定点上的重复性，用不少于八次重复检定结果的标准偏差表示 ( 按式 5 计算) ，其值不应超过表 2 所列数值。 (xix-)2/(n1)(5) 式中： xi每次检定结果； x-多次检定结果的平均值； n检定次数。 表 2 (mK) 水 三 相 点 锡 凝 固 点 锌 凝 固 点 0.

11、2 0.4 0.6 四 检定项目和检定方法 12 经外观检查符合本规程第 1、2 条要求的温度计，并按 6.3 款要求测定绝缘电阻。符合要求的温度计，在检定前应先按第 4 条规定的温度退火 2 h。 13 测量温度计的电阻时，通过温度计的电流为 1 mA。 14 新制温度计应进行稳定性检查，其方法如下： a 温度计按第 15、17 条的方法测量 WZn和 Rtp； b 温度计在规定的退火温度退火 100 h，切断退火炉电源，当炉温降至 420以下时再将温度计从炉中取出： c 再次测量 WZn和 Rtp，退火前后 WZn和 Rtp的变化，应符合表 1 规定的数值。 15 测定 WZn15.1 当

12、锌完全熔化后，通过调节炉丝电流，使炉温比凝固点高 23 K ，保持恒定 10 min，在此期间温度变化不应超过 0.2 K，然后使液态锌以 0.15 K/min 的速率降温。当插在坩埚中的铂电阻温度计的电阻停止下降并回升时，取出温度计，将被检温度计插入，同时将炉温控制在比凝固点低 23 K 的范围内。温度计达到热平衡后，即开始测量其电阻。如果在不少于 10 min 内的数个读数的最大差不大于 0.2 mK，取其平均值为 RZn。 15.2 温度计感温元件中点高度处的固、液相交界面上的压力，可能偏离标准大气压 (101.325 kPa)，必须进行压力修正。可按式 (6) 计算锌凝固点时的电阻 R

13、Zn。 RZnRZn9.4510 8cm 1h 1.4710 7kPa 1(p101.325 kPa) Rtp(6) 式中：h 温度计感温元件中点至液态锌表面的距离，约为 17cm； p锌凝固点时容器内部气体的压力。如果 p 与标准大气压之差小于 2 kPa；则可忽略内部气压偏离标准值而引起的修正项。 15.3 在锌凝固温坪检定温度计的支数，不超过 3 支。 15.4 按式 (7) 计算 WZn。式中 R-tp为 RZn测量前后的 Rtp的平均值。 WZnRZn/R-tp(7) 15.5 由不在同一天测得的三次 WZn的平均值，作为 WZn的最后测定结果。数次 WZn之间的最大偏差，不应超过表

14、 3 的规定。 表 3 允 许 最 大 偏 差 ( 10 6) WZnWSn5.0 4.0 16 杂散热电势的测定 温度计插入锌点炉达到热平衡后，用低电势直流电位差计直接测量温度计引线之间的杂散电势。或者使用高精度数字电压表测量。 使用中的温度计，在测定 WZn的过程中，如未发现检流计光标有明显漂移现象，可不进行此项检定。 17 测定 Rtp水三相点容器应该在使用前 24 h 以前冻好。每次使用前应检查冰套是否能自由转动。温度计在冰槽中预冷后，插入水三相点容器，达到热平衡后开始测量，由数次测量的平均值Rtp，按式 (8) 计算水三相点时的电阻 Rtp： RtpRtp(1 2.7910 3cm

15、1h ) (8) 式中： h温度计感温元件中点至水三相点容器内水面的距离。 由不在同一天测得的数次 Rtp的平均值，作为 Rtp的最后测定结果。数次 Rtp之间的最大偏差，不应超过第 5.1 款的规定。 18 自热效应的检定 温度计的自热效应在水三相点瓶中测量。对于工作电流调节开关带有 2 档的测温电桥，先测量工作电流为 1 mA 时的电阻，再测量工作电流为 2 mA 时的电阻，两者之差即为 1 mA 工作电流所引起的自热效应不应超过第 6.1 款的规定。 自热效应t 按式 (9) 计算： t R/0.003 986 Rtp(9) 19 测定 WSn19.1 当锡充分熔化后就快速降温。通过调节

16、炉丝电流，使炉温比凝固点高 22.5 K ，保持恒定 1015 min ，在此期间温度变化不应超过 0.2 K，然后使熔锡以 0.10.15 K/min 的速率降温。当插在坩埚中的铂电阻温度计监视的温度降到锡凝固点时，将密封容器提到炉子外面，让其迅速冷却，过冷度应大于 3 K。当温度开始上升，立即将容器放回炉子内 ( 或以15 L/min 的流量通氩气 3 min)。取出监控温度计，进行诱导，再将被检温度计插入容器内，同时将炉温控制在比凝固点低 1.5 K 的范围内。温度计达到热平衡后，即开始测量其电阻。如果在不少于 10 min 内的数个读数的最大差不大于 0.1 mK，取其平均值为 RSn

17、。 19.2 温度计感温元件中点高度处的固、液相交界面上的压力，可能偏离标准大气压 (101.325 kPa)。必须进行压力修正。可按式(10) 计算锡凝固点时的电阻 RSn。 RSn=RSn8.1410 8cm 1h 1.2010 7kPa 1( p101.325kPa) Rtp(10) 式中： h温度计感温元件中点至液态锡表面的距离，约为 17cm； p锡凝固点时容器内部气体的压力。如果 p 与标准大气压之差小于 2 kPa，则可忽略内部气压偏离标准值而引起的修正项。 19.3 在锡凝固温坪检定温度计的支数，不超过 3 支。 19.4 按式 (11) 计算 WSn。式中 R-tp为 RSn

18、测量前后的 Rtp的平均值。 WSnRSn/R-tp(11) 19.5 由不在同一天测得的两次 WSn的平均值，作为 WSn的最后测定结果。数次 WSn之间的最大偏差，不得超过表 3 的规定。 20 根据下列公式计算温度计系数 a 和 b： WSn(WZn1) WZn(WSn1) a (WSn 1) (WZnWSn) (WZn1) ( WZnWSn) (12) WZnWSn (WZn 1) (WZnWSn) (WSn 1) (WZnWSn) (13) 式中 WSnWSnWr(231.928) ， WZnWZn Wr(419.527 )， WSn和 WZn为测定值。其中 Wr(231.928)

19、和 Wr(419.527) 为 ITS-90 的给定值。 21 测定 WGa在镓熔点密封容器内测量温度计的电阻 RGa，与 RGa测量前后的 Rtp平均值之比不应小于 1.118 07 的规定。 WGaRGa/Rtp(14) 22 允许采用经过论证，能保证同等精度，其检定误差不超过上述规定的其它方法检定。 五 检定结果处理和检定周期 23 经检定符合各项技术要求的温度计，发给检定证书。检定证书上给出以下数据：Rtp、 WGa、WSn、WZn、 a、 b 及在水三相点时 1mA 电流引起的自热效应，对于新制温度计，还应给出高温稳定性试验前后的 WZn和 Rtp。不合格者应降等使用。 24 检定证书上给出数据的有效位数如下：Rtp给到小数点后第五位； WGa、 WSn、 WZn给到小数点后第六位； a 和 b 分别给到小数点后第十二位和十三位，自热效应以 mK 为单位，给到小数点后第一位。 25 温度计的检定周期为两年。送检时应附带上一次的检定证书。 注：需要查阅全文，请与出版发行单位联系。