标准铂电阻温度计结构原理及使用维护

       标准铂电阻温度计是根据金属铂丝的电阻值随温度单值变化的特性来测温的一种标准仪器它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。下面小编就为大家介绍一下标准铂电阻温度计结构原理及标准铂电阻温度计使用维护。

　　标准铂电阻温度计结构和原理

　　标准铂电阻温度计(以下简称温度计)是根据金属铂的电阻随温度变化的规律来测量温度的。温度计的感温元件是由高纯铂丝以无应力结构绕制而成的四端电阻器，如图1所示。当温度变化时感温铂丝能自由膨胀和收缩。通过测量温度计感温元件的电阻，利用温标的内插公式，计算获得相应的温度值。

　　标准铂电阻温度计结构和原理图

　　根据1990年国际温标(ITS-90)规定，标准铂电阻温度计是13.8033K到961.78℃温度范围的温标内插仪器。常用的标准铂电阻温度计有三种类型：低温套管式标准铂电阻温度计、标准铂电阻温度计和高温铂电阻温度计。低温套管式标准铂电阻温度计是13.8033K到273.16K温区的标准内插仪器，该温度计的使用上限通常为232℃。典型尺寸为外经约5毫米，长50毫米左右。标准铂电阻温度计，是189.3442℃到661.323℃温区的标准内插仪器。而高温铂电阻温度计作为温标内插仪器，其使用上限可以达到961.78℃。

　　低温套管式标准铂电阻温度计的外护管通常采用铂套管或玻璃套管，温度计的水三相点电阻为(25±1)Ω。标准铂电阻温度计的外护管一般是石英或金属，温度计的水三相点电阻为(25±1)Ω或(100±1)Ω。100Ω标准铂电阻温度计是近年来才逐渐兴起的，它的测量分辨率比25Ω温度计要大4倍。高温铂电阻温度计的外护管是石英的，温度计的水三相点电阻为0.25Ω或2.5Ω。

　　所有的铂电阻温度计的感温元件均采用高纯铂丝以无应力结构绕制。为了消除引线电阻引起的测量误差，标准铂电阻温度计均采用四线制结构。温度计元件被密封在石英或金属管中。密封前充一定压力的含有氧气的混合气体。本公司推出的标准铂电阻温度计结构如图所示。

　　标准铂电阻温度计结构示意图

　　标准铂电阻温度计的分类

　　从使用温度范围分类，标准铂电阻温度计主要有以下四类：

　　①适用于0℃～961.78℃温区：Rtp名义值为0.25Ω或2.5Ω的高温标准铂电阻温度计（银点温度计），石英保护管,长度660mm；

　　②适用于0℃～660.323℃温区：Rtp名义值为25Ω的标准铂电阻温度计（铝点温度计），石英保护管,长度520mm；

　　③适用于0℃～419.527℃温区：Rtp名义值为25Ω或100Ω的标准铂电阻温度计（锌点温度计），温度计保护管有石英或金属两种,长度为480mm。此结构的温度计最低可用到氩三相点（83.8058K）；

　　④适用于13.8033K～273.16K温区：Rtp名义值为25Ω的低温套管标准铂电阻温度计，保护管有玻璃和铂套管两种,长度50mm到60mm；

　　按等级可分为工作基准、一等标准和二等标准，金属套管标准铂电阻温度计最高等级为二等标准。

　　标准铂电阻温度计的测量方法

1.电测仪器

　　标准铂电阻温度计为四线制温度计。测量仪器可以采用各种测温电桥、数字测温仪、精密数字多用表等。只要测量仪器能够满足用户的测量不确定度的要求即可。有关温度计测量设备的选择，请参考有关检定规程或其他文献资料。

　　2.温度计浸没深度

　　温度计被检定过程中，或该温度计作为标准器检定其他温度计时，为了获得最小的检定不确定度，对温度计的浸没深度有一定的要求，请参照相应的检定规程;

　　关于实际使用过程中温度计的浸没深度，取决于对测量不确定度的要求。浸没深度的要求与被测量介质种类(液体或空气)、介质流动速度、测量温度、保温状况，测量孔的尺寸等很多因素有关。

　　3.杂散热电势

　　温度计的杂散热电势可以通过测量电流的换向加以消除。很多自动测温电桥具有这种功能。当使用数字多用表测量标准铂电阻温度计时，应考虑杂散热电势对测量值的影响，或对测量电流进行换向，消除杂散热电势。

　　4.自热效应

　　通常情况下，用户并不需要专门测量及消除自热效应。只有在高精度测量时，才需要测量并消除温度计的自热效应。自热效应的测量及消除请参阅有关铂电阻温度计检定规程。

　　5.电阻比的使用

　　使用过程中，应尽量用电阻比来代替电阻值。其优点是一方面可以部分消除或减小检定部门和使用单位之间的测量仪器的系统误差，另一方面可以减小因温度计水三相点值的漂移而产生的误差。

　　标准铂电阻温度计的使用和维护

　　标准铂电阻温度计价格十分昂贵，使用一段时间后会产生漂移。如果发现其产生的漂移茸超过正常范围及时退火。退火后仍能够恢复其正常性能。因此及时监测标准铂电阻温度计的漂移量是十分必要的。福禄克公司小型水三相点瓶可以方便快捷地检查标准铂电阻温度计在水三相点的漂移量。帮助判断其是否超差，并及时采取措施，延长其使用寿命。冲击、振动或任何其它形式的加速度都可能引起管腔弯曲并围绕其支架变形，产生的应力会增大电阻值。

　　1.标准铂电阻温度计产生漂移的原因

　　(1)氧化

　　铂在一40℃一500℃的温度范围内会发生铂氧化作用。在大约300℃一500℃温度范围内，在清洁铂丝上产生j维形式的二氧化铂;在大约一40℃～300℃温度范围内，就会产生二维形式的铂氧化物。由于铂丝的部分横截面积被氧化薄膜所取代，因此其电阻就会增大。在较低温度范围内的漂移主要是由铂氧化物引起的。由于氧化造成的漂移可以通过退火消除。

　　(2)污染

　　如果标准铂电阻温度计被污染，它的水i相点电阻值R(tpw)将会增加，

　　任何凝固点的电阻比形=冗(￡)朋(tpw)

　　都会下降。R(tpw)和形通常不能完全通过退火处理恢复。石英护管和金属护管污染之间的不同在于金属护管标准铂电阻温度计在非常短时间内的漂移非常明显，而石英护管标准铂电阻温度计的漂移有个逐渐的过程。

　　(3)机械冲击

　　标准铂电阻温度计属于精密仪器。冲击、振动或任何其它形式的加速度都可能引起管腔弯曲并围绕其支架变形,产生的应力会改变其温度—电阻特性。铂电阻上的应力会增大电阻值。如果机械冲击不是太明显,那么机械冲击造成的R(tpw)和电阻比W漂移可以通过退火来消除。在退火处理中,铂丝变得非常软。由于铂传感器非常脆弱,因此要特别小心地对待标准铂电阻温度计。但是,如果铂丝被物理损坏,则不能通过退火恢复R(tpw)和W。

　　2.标准铂电阻温度计的维护方法

　　(1)如果R(tpw)稍微增大，而形保持不变或变化非常小，则可能是标准铂电阻温度计被氧化，或者受到了轻微的机械冲击。可以通过退火处理来恢复。

　　(2)如果R(tpw)明显增大，而形保持不变或变化非常小，则町能是标准铂电阻温度计被氧化或传感器金属丝被物理损坏。如果在退火后R(tpw)恢复，则说明标准铂电阻温度计被氧化了。如果在退火后R(tpw)仍然没有变好，则可能是标准铂电阻温度计的传感器金属丝被物理损坏。

　　(3)如果尺(tpw)稍微增大，而形稍微降低，则可能是标准铂电阻温度计受到了机械冲击或轻微污染。在退火之后，如果R(tpw)恢复，则说明原因是机械冲击，否则就是污染。

　　(4)如果贾(tpw)明显增大，形稍微降低，则可能是标准铂电阻温度计受到了明显的机械冲击。可以通过退火在一定程度J：恢复R(tpw)。

　　(5)如果R(tpw)明显增大，形也明显增大，则可能是标准铂电阻温度计受到了明显污染。退火将无济于事，或者R(tpw)会更糟。

　　(6)如果R(tpw)稍微下降，而形保持不变或变化很小，则可认为属于正常。

　　(7)如果R(tpw)明显下降，形增大，则可能是标准铂电阻温度计的护管密封不严，潮气进入护管。

　　(8)如果R(tpw)明显下降，并且不稳定，则可能是标准铂电阻温度计的传感器短路。

　　(9)如果在退火过程中R(tpw)连续下降，则可能是由于传感器铂的颗粒增长造成的。

　　3.水三相点瓶在维护标准铂电阻温度计中的应用

　　水三相点是最重要、最准确、最易于使用的温度标准。水三相点是唯一一个间时被热力学温标和国际温标定义的温度固定点。水三相点瓶为识别标准铂电阻温度计在校准间隔期间产生的漂移提供了一个最町靠的途径。为了维持标准铂电阻温度计在校准期间的读数置信度，中间检查是非常关键的。为了避免当标准铂电阻温度计已经超出允许极限时仍被作为标准工作，并保证温度校准实验室的可靠性，在校准间隔期间，应该用水三相点瓶检查标准铂电阻温度计在水=三相点的电阻值，绘制一个控制图表，说明什么时间应该重新校准。

　　用水i相点瓶随时监测标准铂电阻温度计在水三相点的电阻值，根据变化规律，及时退火，可以延长标准铂电阻温度计的使用寿命，既经济又有效。

　　标准铂电阻温度计的保管方法

　　铂电阻温度计是属于精密计量器具，极易损坏或出现数据漂移。正确的维护与保管非常重要。具体方法是：

　　1不使用时，请保存在温度计盒中;

　　2使用时要轻拿轻放，避免任何形式的碰撞;

　　3使用后请用无水酒精清洁温度计外护管表面;

　　4当温度计使用到高于550℃以上时(对于1842型及1866型)，尽量避免将温度计直接从高温环境中取出，应使温度计随炉温冷却后缓慢取出，或取出温度计后将温度计在其上限温度退火2小时以消除应力;

　　5避免将温度计不必要地长时间置放于高温环境下，不测量时请将温度计从测量环境中取出;

　　6移动或使用温度计时，尽量将温度计感温元件朝下;

　　7送检时，请妥善包装;

　　8对于有条件的用户，应定期测量温度计的水三相点，以监视温度计的稳定性;

　　9任何时候都不要使温度计超过它的上限温度;

　　关于标准铂电阻温度计的知识就为大家介绍这么多，大家在日后的使用中一定要认真操作，注意保管，不能在不明白原理及用途的情况下就胡乱使用。