制作高精度數字溫度計和溫度傳感器有了新思路

　　日前，記者從中國計量科學研究院了解到，為提高工業電阻溫度計測溫準確性和穩定性，該院提出了一種新的分度工業鉑熱電阻溫度計的方法——國際溫標分度法，并通過專家驗收。該方法為分度工業鉑熱電阻溫度計制作高精度數字溫度計、高精度溫度傳感器提供了一種新思路和方式，填補了國內空白。

　　據了解，工業鉑熱電阻溫度計是一種應用廣且數量大的測溫儀器，幾乎在各個涉及溫度測量的行業和部門都有使用。以熱能表配對溫度傳感器為例，目前我國每年僅用于熱能表溫度傳感器的工業鉑熱電阻溫度計數量超過600萬支，其測量準確性對于熱能表的熱量計量至關重要。但由于生產工藝和檢測技術的不完善，大量工業鉑熱電阻溫度計的測量準確性還不能得到科學衡量，其所特有的良好線性關系、穩定性好、精度較高等優點并沒有得到充分的發掘和深入細致的研究。

　　中國計量科學研究院副研究員金志軍介紹，國內外相關標準或技術規范中普遍采用CVD(Callendar-VanDusen)方程的計算方法對工業鉑熱電阻溫度計進行計量檢測。但該方法存在準確度不高、穩定性低、不確定度較大等問題，使得工業鉑熱電阻溫度計無法作為傳遞標準使用。為此，多數工業測溫領域或要求不高的計量站、檢測中心等只能采用標準水銀溫度計或標準鉑電阻溫度計作為溯源傳遞標準，這兩種方法已不能滿足實際需要。在實際工業測溫領域，由于各種條件限制，標準鉑電阻溫度計常常無法使用;而水銀溫度計使用煩瑣且對人身健康及環境存在潛在危害和污染，歐洲、美國已相繼表明將逐漸取消水銀溫度計的使用。標準鉑電阻溫度計和水銀溫度計的弊端使得溫度量值傳遞和溯源在工業測溫領域無法實現，嚴重影響了溫度測量和實驗的正常進行。在此情況下，建立科學合理、適用的工業鉑熱電阻溫度計標準顯得非常迫切和必要。為解決這一問題，中國計量科學研究院于2010年開始了相關研究。

　　金志軍介紹，該課題主要研究采用ITS-1990國際溫標定義的內插公式對工業鉑熱電阻溫度計進行定義賦值的可行性，并與普遍采用的CVD方程給出的溫度-電阻關系計算結果相比較，進而給出二者存在的差異，探討建立精密工業鉑熱電阻溫度計作為傳遞標準的途徑與方法。通過不同型號、不同廠家制造的多支工業鉑熱電阻溫度計在不同溫區分別開展研究和分析，給出每支溫度計的實驗結果、數據曲線及采用兩種不同方法分度所引起的測量誤差。實驗證明：ITS-1990國際溫標的內插方法用于工業鉑熱電阻溫度計是可行的，與傳統的CVD方程用于工業鉑熱電阻溫度計檢定分度的計算方法相比，具有較好的準確性和一致性。

　　此前，提高工業鉑熱電阻溫度計測溫準確性和穩定性的手段主要為提高元件純度、改善封裝技術、改進制作流程等，該課題則從計算方法上給出了一種新思路與新方法，為精密工業鉑熱電阻溫度計在我國溫度量值傳遞和溯源體系的完善奠定了基礎。可廣泛應用于工業測溫領域，對于提高測量準確性、建立工業鉑熱電阻溫度計的標準測溫體系、水銀溫度計的替代研究等有重要意義。