工業(yè)鉑銅熱電阻檢定規(guī)程

工業(yè)鉑、銅熱電阻檢定規(guī)程1范疇本規(guī)程合用于-200℃～+850℃整個(gè)或部分溫度范疇使用的溫度系數(shù)標(biāo)稱值為3.851×10-3℃-1的工業(yè)鉑熱電阻和-200℃～+850℃整個(gè)或部分溫度范疇使用的溫度系數(shù)標(biāo)稱值為4.280×10-3℃-1的工業(yè)銅熱電阻（下列簡稱熱電阻）的初次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。2引用文獻(xiàn)本規(guī)程引用下列文獻(xiàn)：IEC60751()Industrialplatinumresistancethermometersandplatinumtemperaturesensors（工業(yè)鉑熱電阻及其傳感器）JB/T8623-1997工業(yè)銅熱電阻技術(shù)條件及分度表引用時(shí)，應(yīng)注意使用上述引用文獻(xiàn)的現(xiàn)行有效版本。3定義及術(shù)3.1熱電阻resistancethermometer由一種或多個(gè)感溫電阻元件構(gòu)成的，帶引線、保護(hù)管和接線端子的測溫儀器。3.2標(biāo)稱電阻值nominalresistance熱電阻（或感溫元件）在0℃時(shí)的盼望電阻值。其阻值普通有：，它由制造商聲明并標(biāo)于熱電阻上。感溫元件常以其標(biāo)稱電阻值表征，例如一種的感溫元件,其標(biāo)稱電阻值為=；的感溫元件，其標(biāo)稱電阻值為。3.3工業(yè)熱電阻電阻比值relativeresistance工業(yè)熱電阻（或感溫元件）在溫度的電阻值與0℃的電阻值之比。其中為標(biāo)稱電阻比值，與電阻溫度系數(shù)有直接對應(yīng)關(guān)系。3.4原則鉑電阻電阻比值relativeresistance原則鉑電阻溫度計(jì)在溫度的電阻值與在水三相點(diǎn)的電阻值之比。3.5電阻溫度系數(shù)temperaturecoefficientofresistance單位溫度變化引發(fā)電阻值的相對變化。感溫元件和熱電阻的電阻溫度系數(shù)用表達(dá)，即4概述4.1構(gòu)成工業(yè)鉑、銅熱電阻由裝在保護(hù)套管內(nèi)的一種或多個(gè)鉑、銅熱電阻感溫元件構(gòu)成，涉及內(nèi)部連接線以及用來連接電測量儀表的外部端子（不涉及測量、顯示裝置）?？珊惭b固定用的裝置和接線盒，但不含可分離的保護(hù)管或安裝套管。4.2溫度特性4.2.1工業(yè)鉑熱電阻（PRT）工業(yè)鉑熱電阻電阻值與溫度之間的函數(shù)關(guān)系為-200℃～0℃：0℃～850℃：式中：；；4.2.2工業(yè)銅熱電阻（CRT）工業(yè)銅熱電阻電阻值與溫度之間的函數(shù)關(guān)系為-50℃～150℃：式中：；；4.2.3溫度/電阻表（分度表）當(dāng)為各標(biāo)稱電阻值時(shí)，可將上述函數(shù)關(guān)系制成對應(yīng)的溫度/電阻表（分度表）。鉑熱電阻標(biāo)稱電阻值為的分度表見附錄B。其它類型鉑熱電阻的分度表只要將該分度表中的電阻值乘以即可（此處的為其它類型鉑熱電阻的標(biāo)稱電阻值）。銅熱電阻分度表亦是如此得到。附錄B分度表中的電阻值是按上述函數(shù)關(guān)系計(jì)算，并修約到小數(shù)點(diǎn)后第二位得到的。對于允差等級高于AA級的鉑熱電阻，分度表中的電阻值應(yīng)修約到小數(shù)點(diǎn)后第三位。5計(jì)量性能規(guī)定5.1允差允差等級是與有效溫度范疇相對應(yīng)的。在有效溫度范疇內(nèi)，熱電阻的電阻值通過分度表查算出的溫度與真實(shí)溫度的最大偏差不得超出表1給定的允差值。表1合用于任何標(biāo)稱電阻值的熱電阻。對于特定的熱電阻，若其有效溫度范疇不大于該表規(guī)定的范疇，應(yīng)予以闡明。表1熱電阻的允差等級和允差值熱電阻類型允差等級有效溫度范疇/℃允差值線繞元件膜式元件PRTAAABC-50～+250-100～+450-196～+600-196～+6000～+150-30～+300-50～+500-50～+600±（0.100℃+0.0017）±（0.150℃+0.002）±（0.30℃+0.005）±（0.6℃+0.010）CRT——-50～+150——±（0.30℃+0.006）注：1.在600℃到850℃范疇的允差應(yīng)由制造商在技術(shù)條件中擬定。2.為溫度的絕對值，單位為℃。若特殊的允差等級與表1給出的允差等級不同，制造商須特別加以注明，涉及對應(yīng)的有效溫度范疇。鉑熱電阻推薦的特殊允差等級應(yīng)是B級允差值的分?jǐn)?shù)或倍數(shù)（如：B級、B級、3B級等）。5.2穩(wěn)定性鉑熱電阻在經(jīng)歷最高工作溫度672h后，其值的變化換算成溫度后不得不不大于表1規(guī)定的0℃允差的絕對值。6通用技術(shù)規(guī)定6.1外觀6.1.1熱電阻各部分裝配對的、可靠、無缺件，外表涂層應(yīng)牢固，保護(hù)管應(yīng)完整無損，不得有凹痕、劃痕和明顯銹蝕；6.1.2感溫元件不得破裂，不得有明顯的彎曲現(xiàn)象；6.1.3根據(jù)測量電路的需要，熱電阻能夠有兩、三或四線制的接線方式，其中A級和AA級的熱電阻必須是三線制或四線制的接線方式。6.1.4每支熱電阻在其保護(hù)套管上或在其所附的標(biāo)簽上最少應(yīng)有下列內(nèi)容的標(biāo)記：●類型代號●標(biāo)稱電阻值●有效溫度范疇●感溫元件數(shù)●允差等級●制造商名或商標(biāo)●生產(chǎn)年月注：1.如果用符號來體現(xiàn)這些信息，其標(biāo)記應(yīng)便于識別。2.檢定標(biāo)記應(yīng)置于熱電阻的保護(hù)套管上或所附的標(biāo)簽上。6.2絕緣電阻感溫元件與外殼，各感溫元件之間的絕緣電阻均應(yīng)符合以下規(guī)定：a）常溫絕緣電阻，熱電阻處在溫度15℃～35℃，相對濕度45%～85%的環(huán)境時(shí)，絕緣電阻應(yīng)不不大于；b）高溫絕緣電阻，熱電阻在上限工作溫度的絕緣電阻應(yīng)不不大于表2規(guī)定的值。表2最小絕緣電阻值最高工作溫度/℃最小絕緣電阻值/100～25020251～4502451～6500.5651～8500.27計(jì)量器具控制計(jì)量器具控制涉及初次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。7.1檢定條件7.1.1檢定設(shè)備檢定時(shí)所需的原則儀器及配套設(shè)備按被檢熱電阻的類型可從表3中參考選擇。選用的原則為：檢定時(shí)用的原則器、電測儀器以及配套設(shè)備引入的擴(kuò)展不擬定度（置信概率）換算成溫度值應(yīng)不不不大于被檢熱電阻允差絕對值的1/4（AA級以上的為1/3）。表3原則儀器及配套設(shè)備序號儀器設(shè)備名稱技術(shù)規(guī)定用途備注1原則鉑電阻溫度計(jì)一196℃～+660℃二等用比較法檢定時(shí)的參考原則亦可用滿足不擬定度規(guī)定的其它原則溫度計(jì)2電測儀器（電橋或可測量電阻的數(shù)字多用表）A級及以上用0.005級及以上等級B級及下列用0.02級及以上等級測量范疇?wèi)?yīng)與原則鉑電阻、被檢熱電阻的電阻值范疇相適應(yīng)確保原則器和被檢熱電阻的分辨力換算成溫度后不低于0.001℃如測量Pt100的分辨力不低于0.1測量熱電阻和原則鉑電阻阻值的儀器電測儀器提供應(yīng)熱電阻的測量電流應(yīng)確保功耗引發(fā)的溫升盡量小，不會(huì)對不擬定度評定帶來明顯影響3轉(zhuǎn)換開關(guān)接觸電勢≤1.0多支熱電阻檢定用轉(zhuǎn)換器4冰點(diǎn)槽℃，制冰的水和加入冰槽的水必須純凈。冰水混合物必須壓緊以消除氣泡。水面應(yīng)低于冰面（10～20）mm產(chǎn)生0℃的恒溫裝置亦可用滿足不擬定度規(guī)定的恒溫槽5恒溫槽溫度范疇：-50℃～+300℃水平溫場≤0.01℃垂直溫場≤0.02℃10min變化不不不大于0.04℃溫度的恒溫裝置應(yīng)有足夠的置入深度。確保在允差檢定時(shí)的熱損失可被無視；同時(shí)還必須滿足原則溫度計(jì)插入深度的規(guī)定6高溫爐溫度范疇測量區(qū)域溫差不不不大于熱電阻上線溫度允差的1/8高溫源，檢定300℃以上的上限溫度用可用符合規(guī)定的其它高溫源7水三相點(diǎn)瓶及其保溫容器核查原則鉑電阻溫度計(jì)的用用同一臺電測儀器測量和、可明顯減小測量不擬定度8液氮杜瓦瓶或液氮比較儀低溫源，檢定-196℃下限溫度用9絕緣電阻表直流電壓10V～100V10級測量熱電阻的絕緣電阻7.1.2環(huán)境條件環(huán)境溫度：15℃～35℃。電測設(shè)備應(yīng)符合對應(yīng)的環(huán)境規(guī)定。相對濕度：30%～80%。7.2檢定項(xiàng)目初次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查的檢定項(xiàng)目見表4。表4檢定項(xiàng)目檢定項(xiàng)目初次檢定后續(xù)檢定使用中檢查外觀+++絕緣電阻常溫+++高溫*--穩(wěn)定性*--允差0℃點(diǎn)+++允差等級規(guī)定的上限（或下限）溫度或100℃點(diǎn)（應(yīng)首選100℃）++-注：1.表中“+”表達(dá)應(yīng)檢定，“一”表達(dá)可不檢定，“*”表達(dá)當(dāng)顧客規(guī)定時(shí)應(yīng)進(jìn)行檢定。2.在和合格，而電阻溫度系數(shù)不符合規(guī)定時(shí)（詳見7.3.5），仍應(yīng)進(jìn)行允差等級規(guī)定的上限溫度的檢定。7.3檢定辦法7.3.1外觀檢查按6.1.1～6.1.4的規(guī)定檢查熱電阻和感溫元件的保護(hù)套管外部，應(yīng)無肉眼可見的損傷。同時(shí)按6.1.4的規(guī)定檢查標(biāo)記、檢定標(biāo)記等，擬定熱電阻與否符合管理性的規(guī)定。7.3.2絕緣電阻的測量a）常溫絕緣電阻的測量。應(yīng)把熱電阻的各接線端短路，并接到一種直流100V的兆歐表的一種接線端，兆歐表的另一接線端應(yīng)與熱電阻的保護(hù)管連接，測量感溫元件與保護(hù)管之間的絕緣電阻；有兩個(gè)感溫元件的熱電阻，還應(yīng)將兩熱電阻的各接線端分別短路，并接到一種直流100V的兆歐表的兩個(gè)接線端，測量感溫元件之間的絕緣電阻。b）高溫絕緣電阻的測量。測量辦法與上述相似，所用的直流電壓應(yīng)不超出10V，熱電阻應(yīng)在最高工作溫度保持2h后進(jìn)行絕緣電阻的測量。注：若熱電阻的保護(hù)套管由絕緣材料制成，不需檢查保護(hù)管與感溫元件之間的絕緣電阻。7.3.3穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)先在冰點(diǎn)槽中測量熱電阻0℃的電阻值，然后將熱電阻在最高工作溫度保持672h。此后再次測量0℃的電阻值，熱電阻的變化應(yīng)不超出0℃允差的規(guī)定。7.3.4允差的檢定7.3.4.1檢定點(diǎn)的選擇各等級熱電阻的檢定點(diǎn)均應(yīng)選擇0℃和100℃，并檢查的符合性。當(dāng)不符合規(guī)定時(shí)，仍須進(jìn)行上限（或下限）溫度的檢定（首選上限）。注：上述上、下限溫度指的是表1中對應(yīng)允差等級有效溫度范疇的上、下限溫度。如制造商注明的有效溫度范疇不大于表中規(guī)定的上、下限溫度，按制造商注明的選擇。7.3.4.2熱電阻阻值的測量辦法熱電阻（涉及感溫元件）和原則鉑電阻的電阻值測量均應(yīng)采用四線制的測量辦法。感溫元件的電阻值應(yīng)從其連接點(diǎn)起計(jì)算，熱電阻的電阻值應(yīng)從整支熱電阻的接線端子起計(jì)算。在測量二線制的熱電阻時(shí)，也應(yīng)接成四線制進(jìn)行。應(yīng)考慮從感溫元件連接點(diǎn)到熱電阻端子間內(nèi)引線的電阻值，若制造商提供引線的電阻值，則測量成果應(yīng)扣除引線電阻值。否則，引線電阻應(yīng)涉及在感溫元件內(nèi)。在測量三線制的熱電阻時(shí)，為消除引線電阻的影響，可分別按圖1(a)和圖1(b)的接線辦法測量，得到和。由于，則三線制熱電阻的電阻值為。電測儀器能夠選用符合測量精確度規(guī)定的電橋或數(shù)字多用表。為削弱熱電勢的影響，用數(shù)字多用表測量電阻時(shí)應(yīng)采用電流換向，取平均值?？紤]恒溫槽溫度隨時(shí)間變化的因素，應(yīng)在盡量短的時(shí)間內(nèi)采用交替測量熱電阻和原則鉑電阻的方法，交替重復(fù)不少于4次（涉及電流換向），分別取平均值作為測量成果。7.3.4.3的檢定在冰點(diǎn)槽（或含有0℃的恒溫槽，偏差不超出±0.2℃）中測量熱電阻的電阻值，并與原則器測量冰點(diǎn)槽的溫度進(jìn)行比較，計(jì)算其0℃的偏差值。對保護(hù)管可拆卸的熱電阻，為縮短熱平衡時(shí)間，可將感溫元件連同引出線一并從內(nèi)襯管和保護(hù)管中取出，放置在內(nèi)徑略不不大于感溫元件直徑的玻璃試管中，管口用脫脂棉塞緊，插入冰點(diǎn)槽，被一層不不大于30mm的冰水混合物所包圍，在測量前必須將冰水混合物壓緊以消除氣泡，測量中也要始終維持該狀態(tài)。保護(hù)管不可拆卸的熱電阻，檢定時(shí)必須要有足夠的熱平衡時(shí)間，待測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定后方可讀數(shù)。如果使用0℃恒溫槽，熱電阻應(yīng)有足夠的插入深度，盡量減少熱損失。檢定AA級以上的熱電阻，為減小測量不擬定度，建議在水三相點(diǎn)瓶中測量，通過計(jì)算得到值。的計(jì)算（辦法環(huán)節(jié)）：a）冰點(diǎn)槽偏離0℃的值由原則鉑電阻溫度計(jì)測量得到。其值按公式（1）計(jì)算：（1）式中：——原則鉑電阻在冰點(diǎn)槽和水三相點(diǎn)測得的電阻值，；——原則鉑電阻0℃時(shí)的電阻比值和電阻比值對溫度的變化率。注：檢定AA級熱電阻時(shí)，的電阻值必須在三相點(diǎn)瓶中用電測儀器重新測量,有助于改善測量不擬定度（檢定A級熱電阻時(shí)如果使用0.02級的測量儀器，必須重測才干滿足測量不擬定度的規(guī)定）。檢定其它等級的熱電阻時(shí)如果對該電阻值沒有異議，可直接從原則鉑電阻的檢定證書中獲得。b)測量被檢熱電阻在冰點(diǎn)槽的電阻值，計(jì)算熱電阻的。由公式（2）計(jì)算得到：（2）式中：——被檢熱電阻在0℃時(shí)，電阻值對溫度的變化率，；其中：Pt100的；Cu100的。的計(jì)算成果修約到；AA級以上修約到。c)計(jì)算被檢熱電阻0℃的溫度偏差。值對應(yīng)的溫度與0℃的差值可按公式（3）計(jì)算，其值應(yīng)符合對應(yīng)允差等級的規(guī)定：（3）式（3）也可表達(dá)為式中：——由被檢熱電阻在冰點(diǎn)槽中測得的偏離0℃的差，℃；——原則鉑電阻溫度計(jì)在冰點(diǎn)槽中測得的偏離0℃的差，℃。7.3.4.4和的檢定在100℃的恒溫槽中測量熱電阻的電阻值，并與原則器測量的溫度進(jìn)看比較，計(jì)算其100℃的偏差值。其它溫度點(diǎn)的檢定也是如此?？刹鹦稛犭娮璧臋z定與的檢定同樣，可將感溫元件放置在玻璃試管中，檢定溫度高于400℃時(shí)應(yīng)放置在石英試管中。熱電阻檢定時(shí)在恒溫槽中應(yīng)有足夠的插入深度，盡量減少熱損失。適宜的插入深度，是在熱平衡后繼續(xù)增加插入深度1cm，在重新達(dá)成熱平衡后電阻值的變化不應(yīng)超出允差的5%。如制造商另有規(guī)定，則按規(guī)定的插入深度進(jìn)行檢定。若溫度高于500℃，則不應(yīng)把熱電阻快速地從槽中移到室溫的空氣中，而應(yīng)以不大于1℃/min的速率隨槽冷卻至500℃，然后再從控溫槽中取出。恒溫槽的溫度應(yīng)控制在檢定點(diǎn)附近，不應(yīng)超出±2℃，同時(shí)規(guī)定10min之內(nèi)變化不超出±0.02℃。的計(jì)算（辦法環(huán)節(jié)）：a)恒溫槽偏離100℃的溫度由原則鉑電阻溫度計(jì)測量得到。偏離100℃的值按公式（4）計(jì)算：（4）式中：——原則鉑電阻在約100℃的恒溫槽中測得的電阻值，；——原則鉑電阻100℃的電阻比值和電阻比值隨溫度的變化率。b)測量被檢熱電阻在100℃恒溫槽中的電阻值，計(jì)算熱電阻的。熱電阻的由公式（5）計(jì)算得到：（5）式中：——被檢熱電阻在約100℃的恒溫槽測得的電阻值，；——被檢熱電阻在100℃時(shí)，電阻值對溫度的變化率，；其中：Pt100的；Cu100的。的計(jì)算成果修約到；AA級以上等級修約到。c)計(jì)算被檢熱電阻100℃的溫度偏差。計(jì)算與100℃標(biāo)稱值的差，并按公式（6）換算成溫度值，應(yīng)符合對應(yīng)允差等級的規(guī)定：（6）式（6）也可表達(dá)為式中：——由被檢熱電阻在100℃恒溫槽中測得的偏離100℃的差，℃；——原則鉑電阻溫度計(jì)在100℃恒溫槽中測得的偏離100℃的差，℃。7.3.4.5和電阻值的合格判斷熱電阻的允差能夠換算成對應(yīng)的電阻值表達(dá)。表5列出了Pt100和Cu100符合允差規(guī)定的和范疇。因此，0℃和100℃允差檢定的合格判斷也能夠直接從公式（2）和公式（5）計(jì)算得到的值，通過查表5來判斷電阻值與否在允差范疇內(nèi)。表5Pt100和Cu100符合允差規(guī)定的和范疇檢定點(diǎn)Pt100標(biāo)稱值及允差/Cu100標(biāo)稱值及允差/AAABC100.000±0.039100.000±0.059100.000±0.117100.000±0.234100.000±0.129138.506±0.102138.506±0.133138.506±0.303138.506±0.607142.800±0.385注：1.標(biāo)稱電阻值不為的其它熱電阻（和感溫元件），符合允差規(guī)定的和范疇只要將上述表格中的數(shù)值乘以即可。2.上述的合格判斷辦法能夠作為受檢熱電阻與否合格的一種判據(jù)。3.制造商出廠合格的判據(jù)和顧客拒收的不合格判據(jù)，根據(jù)IEC60751()原則的規(guī)定必須考慮測量不擬定度的因素，即制造商出廠檢查的測量成果迭加擴(kuò)展不擬定度后均落在允差帶里面方可認(rèn)定為合格；顧客驗(yàn)收的測量成果迭加擴(kuò)展不擬定度后全部落在允差帶外面方可認(rèn)定為不合格。7.3.5實(shí)際電阻溫度系數(shù)的規(guī)定在和合允