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工作用溫度計(jì)檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置探討

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  0 引言

  目前,我國(guó)檢定500℃以下工業(yè)用溫度計(jì)(包括玻璃液體溫度計(jì)、壓力溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)等)基本上都是采用標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器。雖然水銀溫度計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便,但存在一些明顯的缺陷。首先,玻璃易碎,操作時(shí)稍不小心就會(huì)將溫度計(jì)打碎,不但標(biāo)準(zhǔn)損壞,打碎的玻璃及里面的水銀(汞)若落入恒溫槽中清理起來(lái)非常麻煩,尤其是汞系有害物質(zhì),人吸入汞蒸汽嚴(yán)重的會(huì)引起中毒,對(duì)身體造成損害。因此若清理不干凈或處置不當(dāng),會(huì)損害到檢定人員的健康及對(duì)環(huán)境造成污染?,F(xiàn)在,美國(guó)及歐盟等許多國(guó)家都禁止使用醫(yī)用水銀溫度計(jì)(體溫計(jì)),工業(yè)上也越來(lái)越少使用水銀溫度計(jì)。其次,水銀溫度計(jì)需人工讀數(shù),會(huì)產(chǎn)生一定的人為誤差。因標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)測(cè)量時(shí)標(biāo)尺刻線浸沒在介質(zhì)中,刻線上涂的顏色易脫落,使用時(shí)間久后讀取示值不方便,甚至可能發(fā)生讀數(shù)差錯(cuò)。另外,使用水銀溫度計(jì)作標(biāo)準(zhǔn)還無(wú)法實(shí)現(xiàn)檢定工作的全自動(dòng)化。為了更準(zhǔn)確、可靠地進(jìn)行量值傳遞,提高檢定工作自動(dòng)化程度,提高效率,保障檢定人員的健康,保護(hù)環(huán)境,非常有必要用先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)裝置替換水銀溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置。隨著計(jì)量技術(shù)和儀器儀表工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,使得更先進(jìn)的溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置成為可能。本文就可替代標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的工作用溫度計(jì)檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置的組成及特點(diǎn)以及其與二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置的測(cè)量不確定度的比較等進(jìn)行探討。

  1 工作用溫度計(jì)檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置的組成

  工作用溫度計(jì)檢定標(biāo)準(zhǔn)裝置主要由標(biāo)準(zhǔn)器-標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)(SPRT)及電阻測(cè)溫儀、恒溫槽組成。

  標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)是以高純鉑絲作為感溫元件。其特點(diǎn)是質(zhì)地柔軟,容易加工成形,有較好的物理、化學(xué)性能。這種溫度計(jì)早已成為國(guó)際溫標(biāo)的主要內(nèi)插儀器之一。在90國(guó)際溫標(biāo)中,用它定義13K~961.78℃內(nèi)的溫度。它具有很好的穩(wěn)定性和對(duì)溫度的靈敏性,可以反映出微小的溫度變化,是使用廣泛的測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn)儀器。

  電阻測(cè)溫儀是用于測(cè)量電阻溫度計(jì)的電阻值并能根據(jù)所使用的電阻溫度計(jì)的種類及證書給出的各項(xiàng)分度值將其自動(dòng)換算成相應(yīng)的溫度值的智能化電測(cè)儀器。它與標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)相連,可直接顯示出測(cè)得的溫度值。

  恒溫槽提供各溫度段穩(wěn)定的溫度源。包括低溫槽、水槽、油槽、熱管槽等。

  2 電阻測(cè)溫儀的選擇

  電阻測(cè)溫儀的選擇是該檢定裝置*重要的環(huán)節(jié)。電阻測(cè)溫儀應(yīng)具有較高的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性,可以直觀的顯示溫度值并具有0.001℃以上的分辨率。

  美國(guó)福祿克(FLUKE)公司生產(chǎn)的各型電阻溫度測(cè)試儀可滿足不同實(shí)驗(yàn)室檢定工作有的要求。有0℃時(shí)等效溫度準(zhǔn)確度達(dá)0.00025℃(25?或100? SPRT)的超級(jí)電阻測(cè)溫儀,還有模塊化、組態(tài)靈活、方便組成自動(dòng)檢定系統(tǒng)的堆棧式測(cè)溫儀以及工廠計(jì)量室適用的便攜式測(cè)溫儀(1529)等。這些測(cè)溫儀都具有兩個(gè)以上的通道,方便進(jìn)行恒溫槽等的溫差的測(cè)試,內(nèi)置ITS-90溫標(biāo)公式,直觀顯示溫度值。

  3 標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)配電阻測(cè)溫儀與水銀溫度計(jì)測(cè)量溫度的測(cè)量不確定度分析

  分別對(duì)使用二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)(SPRT)配1529型便攜式測(cè)溫儀組成的標(biāo)準(zhǔn)裝置和使用二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)在測(cè)量100℃溫度時(shí)的測(cè)量不確定度進(jìn)行分析比較。

  使用標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)配電阻測(cè)溫儀作為標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量溫度的測(cè)量不確定度優(yōu)于使用二等標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量溫度,完全可以滿足工作用各類溫度計(jì)檢定的量傳要求。使用該標(biāo)準(zhǔn)裝置讀數(shù)直觀,消除了人為的讀數(shù)誤差,避免了水銀(汞)對(duì)檢定人員及環(huán)境的損害,同時(shí)還便于組成自動(dòng)檢定系統(tǒng),具有非常強(qiáng)的實(shí)用性,值得大力推廣。