铑铁电阻温度计工作基准装置研究

　　引言

　　1990年国际温标(ITS-90)规定，在0. 65一5K温区，温度由;He和4He蒸汽压温度计定义;在3. 024. 5561 I}温区，温度由氦气的内插定容气体温度计定义。ITS-90颁布实施后，只有美国国家标准技术研究院(NIST)和德国联邦物理技术研究院(PTB)按照国际温标要求，重新复现了0. 65一24. 5561K温区的蒸汽压温度计和内插气体温度计，而加拿大、德国、法国、意大利、澳大利亚等国计量实验室在0. 5 ~27. 1K温区的温标，全部是由标准铹铁电阻温度计保存的NPL 75温标，并通过新旧温标差值换算到T90，其中一个重要原因是标准铹铁电阻温度计使用方便，测量准确，长期稳定性极好。Rusby等介绍锗铁电阻温度计8年半时一间的表观变化小于0. 4 mK，林鹏等介绍锗铁电阻温度计10年的稳定性能够达到0.1mK。

　　1992年中国计量科学研究院张国权等使用5支NPL锗铁电阻温度计，采用比对法建立‘`1. 224 K温区的ITS-90国家温度基准组”，不确定度2. 7mK。由十早期低温恒温器以及控温仪等仪器性能限制，国内此前比对数据质量不够理想。因此，提高1.2 ~27K温区比对测量装置的性能，提高测量数据的可靠性，完善量值保持和传递的条件显得尤为重要。

　　本文设计制造新型低温绝热比对恒温器，引进精密控温仪和自动电桥建立铹铁电阻温度计土作基准装置，提高了1.2 ~27K温区比对测量装置的性能，改善了该温区量值传递水平。

　　1铹铁电阻温度计工作基准装置结构

　　1. 1 704型低温绝热比对恒温器

　　低温绝热比对恒温器是锗铁电阻温度计土作基准装置的重要组成部分，其设计原理及制造土艺直接影响比对测量水平。本文根据澳大利亚国家测量实验室(NML)设计原理，设计制造了704型低温绝热比对恒温器，如图1所示。

　　704型低温绝热比对型恒温器采用内、外双层辐射屏设计，降低了辐射漏热对测量结果的影响。外层辐射屏固定在减压液池的下方，通过热传导与减压液池达到一致温度。内层辐射屏由切割成两个带端盖的半圆柱形屏组成，固定在恒温比热铜块底部，可将标准铹铁电阻温度计全部包裹在内。内屏自身无控温儿件和加热器，通过热传导与恒温比对铜块达到一致温度。

　　应用704型低温绝热比对恒温器进行SK以下温度比对测量时一，采用恒温比对铜块一级控温进行比对测量;进行SK以上温度比对测量时一，采用减压液池和恒温比对铜块二级控温，最大程度降低恒温铜块温场不均匀性。

　　704型低温绝热比对恒温器主要参数列于表1。

　　1. 2铹铁电阻温度计土作基准组

　　铹铁电阻温度计土作基准装置采用5支锗铁电阻温度计作为标准温度计。锗铁电阻温度计由英国Tinsley公司生产，并由英国国家物理实验室(NPL)在0. 5 ~ 27. l K温区按‘`0. 5一30 K临时一国际温标”EPT 76分度，测量不确定度0.2mK，分度表测量不确定度1 mK。表2是NPL分度的锗铁电阻温度计主要参数。