《精密鉑電阻溫度計》校準規范征求意見稿

精密鉑電阻溫度計校準規范編制說明
一、        任務來源
近年來，大量精密鉑電阻溫度計進口至國內，在國內溫度測量領域有著越來越廣泛的應用。由于其結構特征與工業鉑電阻類似，其溫度計量特性又與標準鉑電阻溫度計相似，因此既不能參照JJG229-2010《工業鉑、銅熱電阻檢定規程》，又不能參照JJG160-2007《標準鉑電阻溫度計檢定規程》對精密鉑電阻溫度計進行校準。為此，國家質量監督檢驗檢疫總局國質檢辦量函[2011]259號文件下達了《精密鉑電阻校準規范》的制定任務，并由上海市計量測試技術研究院負責編制。

二、        規范編制的技術依據
該規范的編寫原則主要依據JJF1071-2000、JJF1001-1998以及JJF1007-2007，參考了JJG160-2007、計量院的部分研制報告和國外國內發表的有關文章。
主要參考文獻有：
1.        JJF1071—2000《國家計量校準規范編寫規則》
2.        JJF1001—1998《通用計量術語及定義》
3.        JJF 1007－2007《溫度計量名詞術語及定義》
4.  JJG160-2007《標準鉑電阻溫度計》檢定規程

三、產品概述
精密鉑電阻溫度計產生于國外現場校準行業，主要用做現場校準的標準器，通常與干式爐一起使用，國外稱之為二級鉑電阻溫度計。進入中國以后，由于其年穩定性介于二等標準鉑電阻及工業鉑電阻之間，因此國內稱之為精密鉑電阻溫度計。在歐美，隨著水銀溫度計徹底退出歷史舞臺，精密鉑電阻溫度計已經完全替代了水銀溫度計，并在工業鉑熱電阻校準過程中作為標準器，替代二等標準鉑電阻溫度計，大大降低了計量成本。
四、計量性能要求
精密鉑電阻溫度計（以下簡稱溫度計）
電阻特性：
標稱電阻值Rtp通常為100Ω，不排除有其他標稱電阻值。
W100≥ 1.3925以及WGa≥1.11807或WHg≤0.84424
五、有關技術內容說明
1、國內外生產狀況
經調查統計，目前國內外能生產精密鉑電阻溫度計的主要廠家為美國福祿克公司、英國ISOTECH公司、云南大方自動控制科技有限公司、北京奧維泰科技有限公司等。
2、關于外觀形狀
國內外生產的精密鉑電阻溫度計種類繁多，型號各異。
長度上，有的長達500mm，有的短至100毫米，甚至更少。
直徑上，分別有6.35mm，6mm，4.76mm，4.7mm，3.175mm等。
形狀上，有棒式，直角形，或者任意角度形狀等
因此本規范在精密鉑電阻溫度計外觀形狀上不做要求。僅從電阻/溫度系數上進行限制。
精密鉑電阻溫度計外殼通常為金屬外殼，標稱電阻值經統計，絕大多數在100±2Ω范圍內，不排除其他阻值的標稱電阻。
3、關于精密鉑電阻的計量特性及穩定性現狀
精密鉑電阻溫度計是一種計量特性介于標準鉑電阻溫度計與工業鉑電阻溫度計之間的計量器具，其計量特性與標準鉑電阻溫度計近似。精密鉑電阻溫度計是近年來的新興產品，其穩定性數據的收集較為困難。從目前搜集的穩定性數據來看，性能參差不齊，有的穩定性與二等標準鉑電阻溫度計性能相當，有的卻高達80mK。因此本規范中只提出復校的溫度計需要檢查穩定性，但是對其穩定性并不作定量規定。
4、關于本規范的使用范圍
經過詳細的調查得知，生產精密鉑電阻溫度計通常使用電阻/溫度系數為0.003925及以上的鉑絲，僅有個別型號的產品采用電阻/溫度系數0.003923的鉑絲。考慮到采用0.003923鉑絲的產品占有量僅占精密鉑電阻的1%左右，而不同純度鉑絲制成的精密鉑電阻溫度計在進行系數計算時的公式也不盡相同，因此本規范確定的適用范圍為電阻/溫度系數大于等于0.003925的精密鉑電阻溫度計。
5、關于退火溫度的說明
精密鉑電阻溫度計的感溫元件與標準鉑電阻溫度計近似，因此可以通過退火來消除由于機械振動產生的應力或鉑絲氧化而導致的溫度漂移。精密鉑電阻溫度計的規格種類繁多，溫度上限有300℃、400℃、450℃、500℃等多種規格，對于鉑電阻來說，低于450℃的退火沒有意義，只會讓鉑絲氧化情況加重，因此對于上限溫度低于450℃的溫度計，不必退火。而上限溫度高于450℃的溫度計（含450℃），則參考JJG160-2007標準鉑電阻溫度計檢定規程的退火要求進行退火。
6、關于溫度外推
由于精密鉑電阻溫度計規格種類繁多，經常出現超出常規溫區的情況，因此考慮采用外推法推算到溫度計使用上限。
主要有三種情況：
a、        溫度上限為300℃的溫度計，最高校準溫度為錫凝固點，外推70℃
b、溫度上限為450℃的溫度計，最高校準溫度為鋅凝固點，外推30℃
c、溫度上限為500℃的溫度計，最高校準溫度為鋅凝固點，外推80℃
經實驗驗證，外推溫度值的分度誤差不大于1mK，因此完全可以采用外推的方法。
7、關于采用熔坪的固定點法
精密鉑電阻溫度計的校準可以采用兩種方法，分別是固定點法和比較法。其中固定點法我們推薦采用熔化點法。JJG160-2007標準鉑電阻溫度計檢定規程中推薦使用凝固點法，凝固點法與熔化點法相比，復現過程稍復雜，需要誘導，但是復現的固定點溫度的不確定度優于熔化點法。熔化點法雖然不確定度稍大，但是復現方便，無需誘導。經實驗數據證明，在鋁點，熔化點與凝固點溫度之差小于1.5mK，在鋅點，熔化點與凝固點溫度之差小于1.0mK，在錫點，兩者之差小于0.8mK。因此在精密鉑電阻溫度計的校準過程中完全可以用熔化點法代替凝固點法。
8、采用比較法的可行性依據
對于不具備小型固定點設備的計量單位，我們推薦使用比較法。比較法校準要求恒溫槽溫度偏離不超過±0.5℃。實驗結果表明，比較法和定點法在鋅凝固點最大差值為5.2 mK，比較法裝置的復現性優于3.0 mK；在錫凝固點最大差值為5.7 mK，復現性優于1.2 mK，滿足JJF1178-2007《用于標準鉑電阻溫度計的固定點裝置校準規范》規定標準鉑電阻溫度計在一等鉑電阻溫度計標準裝置鋅凝固點復現性優于3.0 mK，錫凝固點復現性優于2.6 mK的指標。因此可以證明比較法可以適用于精密鉑電阻溫度計的校準。