高精度测温仪在检定和校准中的技术和应用_福禄克公司.pdf

Fluke Calibration 1 高精度测温仪在检定和校准中的高精度测温仪在检定和校准中的 技术和应用技术和应用 李欣李欣 市场技术部市场技术部 福禄克公司计量校准部福禄克公司计量校准部(中国中国)20112011,9 9 Fluke Calibration 2 1.1.概述概述 1.1 1.1 什么是高精度测温？什么是高精度测温？1.2 1.2 高精度温度测量系统组成高精度温度测量系统组成 2.2.高精度测温中的常见问题高精度测温中的常见问题 2.1 2.1 常见测温仪表的种类及特点常见测温仪表的种类及特点 2.2 2.2 选择合适的温度探头（传感器）选择合适的温度探头（传感器）2.3 2.3 铂电阻温度计的参数铂电阻温度计的参数 2.4 2.4 四线制测量四线制测量 2.5 2.5 电流换向电流换向 2.6 2.6 预热与自热效应测量预热与自热效应测量 2.7 2.7 验证温度计的准确度验证温度计的准确度 2.8 2.8 水三相点有什么用途？水三相点有什么用途？2.9 2.9 你的冰点“准确”吗？你的冰点“准确”吗？2.10 2.10 如何选择适合你的测温仪和标准铂电阻温度计？如何选择适合你的测温仪和标准铂电阻温度计？介绍内容介绍内容 Fluke Calibration 3 高精度相对概念 准确度：10，1，0.1，0.01 温度探头：标准铂电阻、工业铂电阻、热电偶 连接方式：2线、3线、4线 测温方式：接触式、非接触式（红外）取决于需求和条件 温度测量与电学测量 1.1 1.1 高精度测温高精度测温 被测被测温度温度 温度测温度测量结果量结果 温度测量仪表温度测量仪表 一次仪表一次仪表(传感器传感器)二次仪表二次仪表(测温仪测温仪)电量测电量测量结果量结果 电测仪表电测仪表 被测被测电量电量 Fluke Calibration 4 +温度传感器 温度显示仪表 1.2 1.2 测量系统组成测量系统组成 标准铂电阻 工业铂电阻 热电偶 专用测温仪 数字多用表 测温电桥 Fluke Calibration 5 温度显示仪表温度显示仪表 专用测温仪专用测温仪 专用温度测量设备，测量准确度高 内置温标，直接显示温度 使用方便，性价比最高 同样价位下能够得到的最好的测量准确度同样价位下能够得到的最好的测量准确度 数字多用表数字多用表 价格适中，容易获得 适合通用电信号测量，测温准确度中等 不能直接显示温度；测量电流有疑问 测温电桥测温电桥 可能达到的最好准确度 专业性强，使用不便 十分昂贵$2.1 2.1 常见测温仪表的种类及特点常见测温仪表的种类及特点 Fluke Calibration 6 仪表的测量绝对准确度必须经过计算得出仪表的测量绝对准确度必须经过计算得出 技术指标表述有明显区别技术指标表述有明显区别 专用测温仪专用测温仪 xx%读数，例如0.004%读数 准确度或以某个温度值直接给出，如0.01 量程准确匹配测温应用 数字多用表数字多用表 xx%读数+xx%FS，例如0.01%读数+0.002%量程 必须选择某个量程档 满量程部分占比重很大 2.1 2.1 常见测温仪表的种类及特点常见测温仪表的种类及特点 Fluke Calibration 7 标准铂电阻温度计标准铂电阻温度计 线性度高，准确度高，优于0.01；温度范围：-200700 精密、易碎；价位从数千元到几万元 精密铂电阻精密铂电阻 准确度高，约0.05，暂无规程 精密、易碎；几千元左右 工业铂电阻工业铂电阻 准确度高低于0.1(AA级)；温度范围：-200600 坚固耐用；价位数百元 热电偶（廉金属、贵金属）热电偶（廉金属、贵金属）准确度低于13，适合高温测量，可高于1200。价位中低。热敏电阻热敏电阻 准确度中等，温度范围窄，线性度差温度范围窄，线性度差。价位中低。2.2 2.2 选择合适的温度探头（传感器）选择合适的温度探头（传感器）Fluke Calibration 8 2.2 2.2 选择合适的温度探头（传感器）选择合适的温度探头（传感器）温度计类型温度计类型 等级等级 准确度准确度 标准铂电阻 SPRT 一等 0.005（水三相点，稳定性）二等 0.01（水三相点，稳定性）工业铂电阻 PRT AA (0.100+0.0017|t|)A (0.150+0.002|t|)B (0.30+0.005|t|)C (0.6+0.010|t|)工作用廉金属热电偶 K 1.5或 0.4t 2.5或 0.75t N 1.5或 0.4t 2.5或 0.75t E 1.5或 0.4t 2.5或 0.75t J 1.5或 0.4t 2.5或 0.75t 常常见见温度探温度探头头准确度等准确度等级级 Fluke Calibration 9 标准铂电阻温度计标准铂电阻温度计 高精度温度测量的首选高精度温度测量的首选 量值传递标准量值传递标准 常见铂电阻温度计常见铂电阻温度计 Pt25Pt25（标准），（标准），Pt00Pt00（标准（标准/精密精密/工业），工业），Pt1000Pt1000（工业）（工业）指的是在指的是在0 0度时的标称电阻值度时的标称电阻值 阻值越大，灵敏度越高，利于测量阻值越大，灵敏度越高，利于测量 2.2 2.2 选择合适的温度探头（传感器）选择合适的温度探头（传感器）标标准准铂电铂电阻阻 精密精密铂电铂电阻阻 工工业铂电业铂电阻阻 石英外壳或金属外壳 金属外壳 金属外壳、铠装 Fluke Calibration 10 铂电阻温度计定义：铂电阻温度计定义：利用铂的电阻随温度变化的特性测量温度的仪器 使用温度计分度使用温度计分度/标定得到的参数，以提高温度测量准确度标定得到的参数，以提高温度测量准确度 标准铂电阻温度计*Rtpw，a4,b4,a8,b8,精密铂电阻*R0，工业铂电阻*，R0，R100 测温时所使用的仪表需要设置参数 2.3 铂电铂电阻温度阻温度计计的参数的参数 Fluke Calibration 11 铂电阻测温时包含了引线电阻测量不确定度 举例：某100 铂电阻在0时，其引线电阻约为0.2，则对应的温度为：由于引线浸没的深度不确定，难以定量评价引线电阻值 必须通过合理的测量方法消除引线电阻误差 两线 三线 四线 2.4 四四线线制制测测量量 UCCT 2 02041.四线制测量是高精度测温的重要条件！四线制测量是高精度测温的重要条件！Fluke Calibration 12 测量方式测量方式 21LLTRRRRRTRL1RL2+-两两线线制制 RTRL1RL2RL3+-三三线线制制 RRRRTLL12RTRL2RL1RL3RL4+-四四线线制制 RRTFluke Calibration 13 消除引线电阻的四线电阻接线方式消除引线电阻的四线电阻接线方式 测量两个测量两个SENSE 端间的电压得到电阻值端间的电压得到电阻值 RL=VRL/IR RL Hi SHi SLo Lo o o VRL IR 欧姆表欧姆表 校准器校准器 V Fluke Calibration 14 消除杂散热电势、接触电势，“正负抵消”通常数字多用表不具备此功能 多数专用测温仪具备此功能，多数数字多用表不具备此功能 福禄克8508八位半数字多用表具有电流换向功能，以及三线、四线测量功能 2.5 电电流流换换向向 RTRL2RL1RL3RL4+-RTRL2RL1RL3RL4+-Fluke Calibration 15 电阻温度计的自热效应 测量流通过电阻温度计时产生的焦耳热使温度计示值升高 标准铂电阻温度计检定时必须测量自热效应 1mA电流 1.414mA电流 计算得到 高精度测温时必须等待自热平衡 具有待机电流功能的测温仪可缩短测温时间 2.6 预热预热与自与自热热效效应测应测量量 rIT2Fluke Calibration 16 发现某只铂电阻温度计测温有问题，如何判断？测温插入深度是否足够？查看测温仪的参数设置是否正确 使用标准温度源验证*水三相点，0.01*冰点（容易获得）0*其他温度固定点 使用另一只认为准确的温度计，对比验证*将两只温度计放在均匀稳定的热源中，如恒温槽，计量炉 送计量部门检测 2.7 验证验证温度温度计计的准确度的准确度 Fluke Calibration 17 水的固、液、气三相平衡共存时的温度，其值为0.01 查看标准铂电阻温度计在水三相点的电阻值，与上次的检定证书比较 建立标准铂电阻温度计监控图，定期监测其水三相点值，发现漂移，及时退火或送检 节省费用节省费用 测量数据准确，量值传递可靠测量数据准确，量值传递可靠 2.8 水三相点有什么用途？水三相点有什么用途？S P R T S N 1 2 3 4 C O N T R O L R T P W C H A R Td a teR TP W 2 5.5 3 2 1 5 52 5.5 3 2 1 8 62 5.5 3 2 2 1 52 5.5 3 2 1 52 5.5 3 2 1 62 5.5 3 2 1 72 5.5 3 2 1 82 5.5 3 2 1 92 5.5 3 2 2 02 5.5 3 2 2 12 5.5 3 2 2 22 5.5 3 2 2 32 5.5 3 2 2 42 5.5 3 2 2 5M A R 0 1 _ 9 3A P R 0 2 _ 9 3O C T2 0 _ 9 3M A R 1 3 _ 9 4M A Y 0 4 _ 9 4O C T1 9 _ 9 4D E C 1 5 _ 9 4JA N 1 5 _ 9 5Fluke Calibration 18 通常利用冰点（0）来检定或验证铂电阻温度计 冰水混合物=冰点？制作冰点的要点：使用纯净的水制冰 制冰容器必须用纯净的水清洗 盛放冰点的容器必须清洗“绿豆大小”的冰粒比较理想 用水“洗冰”，使并表面“发乌”水不应过多，避免将冰浮起 2.9 你的冰点“准确”你的冰点“准确”吗吗？Fluke Calibration 19 确定需要达到的准确度 选择合适的温度计 选择合适的测温仪 计算测温点的不确定度 考虑性价比，品牌质量 2.10 如何如何选择选择适合的适合的测测温温仪仪和温度和温度计计？Fluke Calibration 20 欢迎提出问题欢迎提出问题