提高工业铂、铜热电阻和热电偶测温准确度的方法
一、基本方法
在我国的工业铂、铜热电阻或工作用热电偶的检定规程中,规定了其是否合格的判别方法。若合格,则准于按分度表使用,其允许偏差应在检定规程规定的范围内。本文介绍利用检定数据,进行比常规按分度表使用具有更高准确度度的精密测温方法。
工业铂、铜热电阻或热电偶的分度表是怎样得来的呢?它是由各国专家学者,对按照规定工艺制造的,具有代表性的多家产品,进行大量精密测试并进行数据处理的基础上,得到其特性曲线。再按照曲线拟合的处理方法得到特性公式及按其计算出的分度表。经国际认可后,公布实施。当一旦发现不妥,将及时修正。因而最新版本的特性公式,对世界上众多的,按照规定工艺制造的工业铂、铜热电阻或热电偶而言,是最恰当的特性公式。目前,其服从90国际温标的特性公式如下:
(1)工业铂热电阻的电阻—温度特性公式为:
式中:Rt、R0为在温度分别为t时和0℃时铂热电阻的电阻值Ω,t为补测温度℃;A为常数,为3·9083×10-3℃-1,B为常数,为-5·775×10-7℃-2,C为常数,为-4·183×10-12℃-4,
(2)工业铜热电阻的电阻—温度特性公式为:-50℃~ 150℃为:
式中:Rt、R0、t同前;α为常数,为4·280×10-3℃-1;β为常数,为-9·31×10-8℃-2;γ为常数,为1·23×10-9℃-3
(3)对于常用的几种工业热电偶电动势(Et)—温度(t)特性公式,基本上都是用幂级数的形式给出的,有的幂级数高达14次方(详见90温标资料),在不同的温区内,特性公式类似于式(4):
然而,对于具体的、稳定性较好的某支工业热电阻(偶)来说,它与分度表的偏差是各不相同但又很相近的。要想得到该支热电阻(偶)贴切的特性公式,则应:
1·在上述公式给定的温区,用实际检定的数据,按公布的特性公式的形式,恰当地改变其待定系数,得出的新公式,则必须是该支热电阻(偶)的,比直接用公布的特性公式更为适合的特性公式。
2·在比上述公式给定温区较小的测量范围内,可用误差理论中的某简便拟合公式,只要该拟合公式对分度表多点拟合的结果与公布的特性公式值之最大偏差,均小于其允许误差很多,便可使用该式。
3·当然还可按多点检定的数据,用最小二乘法拟合,找出其特性公式。测温范围愈小,检定点愈多,采用的拟合方法愈好,其效果愈好。通过多年实践,现介绍如下几个简便的方法。
二、方法的实施
1·在上述公式给定的温区。
(1)计量检定规程(JJG229—98)规定,对于工业铂热电阻,当其使用在0℃以上测温范围时,则检定点为0℃、100℃和必要时的上限温度t1℃三点,若R0、R100、及W100值、Rt1等均合格,则该工业铂热电阻判定为合格。对于检定合格的铂热电阻,将检定结果R0、R100、Rt1代入(1)式。则有:
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