提高工业铂电阻温度计的测量准确度

　　1　引言

　　工业铂电阻温度计主要用于生产中的测温,其测量范围为-200℃~+850℃。由于金属铂的复现性好,因此,当铂电阻温度计经检定符合各项技术指标时,则可以使用统一的铂热电阻分度表,而不必在每个温度点上进行复杂的计算。

　　统一的分度表规定了铂电阻温度计的电阻-温度特性,为配套使用的工作用测温仪表的设计、制造、生产带来了方便,使铂电阻温度计在使用过程当中的互换成为可能,同时也是因为以上的原因,采用分度表后,也不可避免的带来测量误差。下面就如何通过校准和利用数据库降低因此产生的误差介绍一种方法。

　　2　内插公式

　　铂热电阻的标准是采用IEC标准的,分度表允许误差和技术指标均与IEC标准相同。目前分度公式为:

　　其实每只铂电阻温度计的电阻温度特性是不相同的,内插公式中的系数A,B,C和R₀针对每只铂电阻温度计应该不同,为了表达方便,将以上系数称为特征系数。

　　3　计算特征系数

　　通过在多个校准点上的校准结果可以计算得到每只铂电阻温度计的温度特征系数。

　　下面一组方程表示在m (m≥4)个校准点上的校准结果(假设t_m大于0℃),利用矩阵计算特征系数:

　　数组a[ i]即为所求解的特征系数。将特征系数存入数据库:

　　以编号为TR20050004的铂电阻温度计的校准结果(表1)为例,计算结果见表2。

　　4　利用数据库实现精密测量

　　首先,读取数据库中铂电阻温度计的特征系数,程序如下:

　　然后调用函数将实测电阻值换算为温度值:

　　在换算温度的过程中,需要求解高次代数方程(1)式、(2)式,十分困难,因此采用了切线法近似求解方程,通过多次迭代即可得到满足不同精度要求的测量值。

　　5　比对实验

　　将标准铂电阻温度计和编号为TR20050004的工业铂电阻放置在型号为7380的低温槽中进行比较,使用分度表的测量结果和采用本文方法的测量结果与标准铂电阻温度计的测量结果的比较见表3。

　　通过比较,说明采用本文所述的方法可以提高铂电阻温度计的测量准确度,尤其是在偏离0℃较大时,其效果愈明显。

　　另外,本文所述的方法同样适用于热电偶等其他类型的温度传感器,只是参考函数不同。

　　参考文献

　　[1]崔志尚主编.温度计量与测试.中国计量出版社, 1998.

　　[2]求是科技编著.VisualC++6. 0数据库开发技术与工程实践.人民邮电出版社, 2004.