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，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原則鉑電阻溫度計在溫度的電阻值與在水三相點的電阻值之比。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，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)系計算，并修約到小數(shù)點后第二位得到的。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)點后第三位。5計量性能規(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，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計量器具控制計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原則鉑電阻溫度計一196℃～+660℃二等用比較法檢定時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。確保在允差檢定時的熱損失可被無視；同時還必須滿足原則溫度計插入深度的規(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水三相點瓶及其保溫容器核查原則鉑電阻溫度計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檢定項目初次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查的檢定項目見表4。表4檢定項目檢定項目初次檢定后續(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+++允差等級規(guī)定的上限（或下限）溫度或100℃點（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（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)定性實驗先在冰點槽中測量熱電阻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檢定點的選擇各等級熱電阻的檢定點均應(yīng)選擇0℃和100℃，并檢查的符合性。當(dāng)不符合規(guī)定時，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)從其連接點起計算，熱電阻的電阻值應(yīng)從整支熱電阻的接線端子起計算。在測量二線制的熱電阻時，也應(yīng)接成四線制進(jìn)行。應(yīng)考慮從感溫元件連接點到熱電阻端子間內(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，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應(yīng)采用電流換向，取平均值?？紤]恒溫槽溫度隨時間變化的因素，應(yīng)在盡量短的時間內(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槽的溫度進(jìn)行比較，計算其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，檢定時必須要有足夠的熱平衡時間，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，建議在水三相點瓶中測量，通過計算得到值。的計算（辦法環(huán)節(jié)）：a）冰點槽偏離0℃的值由原則鉑電阻溫度計測量得到。其值按公式（1）計算：（1）式中：——原則鉑電阻在冰點槽和水三相點測得的電阻值，；——原則鉑電阻0℃時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，的電阻值必須在三相點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槽的電阻值，計算熱電阻的。由公式（2）計算得到：（2）式中：——被檢熱電阻在0℃時，電阻值對溫度的變化率，；其中：Pt100的；Cu100的。的計算成果修約到；AA級以上修約到。c)計算被檢熱電阻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槽中測得的偏離0℃的差，℃；——原則鉑電阻溫度計在冰點槽中測得的偏離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，計算其100℃的偏差值。其它溫度點的檢定也是如此?？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℃時應(yīng)放置在石英試管中。熱電阻檢定時在恒溫槽中應(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)控制在檢定點附近，不應(yīng)超出±2℃，同時規(guī)定10min之內(nèi)變化不超出±0.02℃。的計算（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測量得到。偏離100℃的值按公式（4）計算：（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，計算熱電阻的。熱電阻的由公式（5）計算得到：（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，電阻值對溫度的變化率，；其中：Pt100的；Cu100的。的計算成果修約到；AA級以上等級修約到。c)計算被檢熱電阻100℃的溫度偏差。計算與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實際電阻溫度系數(shù)的規(guī)定在和合允