JJG858-1994标准铑铁电阻温度计.pdf

中华人 民共和 国国家计量检定规程J J G 8 5 8 - 1 9 9 4标 准 佬 铁 电 阻 温 度 计S t a n d a r d Rh o d i u m 一I r o n Re s i s t a n c e The r mo m e t e r1 9 9 3 一1 1 一2 7发布1 9 9 4 一0 6 一0 1 实施国 家 技 术 监 督 局发布J J G 8 5 8 - 1 9 9 4、心.心.心-令.。.。.今.洲 标准佬铁电阻温度计 检定规程 Ve r i f i c a t i o n Re g u l a t i o n o fS t a ndar d Rhodi u m 一I r o n Re s i s t anc e尹。 . 0. 0. 0 . O. O . 钾 。 . 口. 口 . 口. O. 口 . 口，乙弓0吞J J G 8 5 8 - 1 9 9 4心G仑The r mome t e r 本检定规程经国家技术监督局于 1 9 9 3 年 1 1 月 2 7日 批准， 并自 1 9 9 4年 0 6 月 0 1日 起施行 。归 口单位: 中国计量科学研究院起草单位: 中国计量科学研究院本规程技术条文由起草单位负责解释J J G 8 5 8 - 1 9 9 4本规程主要起草人 : 王梓林 参加起草人 : 刘扬( 中国计量科学研究院)( 中国计量科学研究院)d 7 G 8 5 8 - 1 9 9 4目录一概述 ( 1 )二技术要求 ， ， 一( 1 )三检定条件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 2 )四检定项 目和检定方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 2 )五检定结果的处理和检定周期 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 3 )J J G 8 5 8 - 1 9 9 4标准铐铁 电阻温度计检定规程 本规程适用于新制造和使用中的温度范围为 0 . 6 5 -2 7 K的标准佬铁电阻温度计的检 定。一概述 锗铁电阻温度计是根据铭 一 铁合金 ( 铁含量为0 . 5 %原子百分比)的电阻值随温度而变化的特性来测量温度的。 锗铁电阻温度计在温度范围为0 . 6 5 - - 2 7 K作为标准用温度计。其分度数据通常用切比雪夫多项式最小二乘法拟合，给出:T 一 a o2 十 菩 ajF , ( x )( 1 )式中 : 凡 ( x )= c o s ( j c o s - x ) 是n 阶 切比 雪 夫多 项 式的 项， 。 。 和a ， 是切比 雪 夫多项式的系数，二是变量，根据下式把电阻 R变换成二: x =( R一R, ) 一( R。 一R) / ( R。 一R, ) ( 2 )式中:R 。 和 R ， 分别为温度计在分度范围内电阻值的 上界和下界，R是温度计在温度T ( K )时的电阻值。通过上式的变换，使 x的值在 一1 到+1 之间。二技术要求1 外观 温度计外径簇5 mm，长度毛6 0 mm。四根铂引线的长度)6 0 m m，铂外壳表面应光滑，不得有磕碰的痕迹 ，铂外壳上注明编号。2 结构2 . 1 温度计感温元件的结构必须无应力。温度变化时感温锗铁丝应能 自由膨胀和收缩。2 . 2 温度计感温元件为四端电阻器，即从感温元件两端各引出两根铂引线。2 . 3 温度计封头的密封性要好，保护管内要充人干燥的氦气。3 稳定度 温度计本次检定结果与上一周期的检定结果之差不大于2 mK o4 自热效应 温度计在4 . 2 K时，通过 0 . 3 m A电流引起的自热效应不应大于 0 . 5 m Ko5 绝缘电阻 在温度为 1 5 -3 5 C，相对湿度不超过 8 0 %的环境下，温度计铂外壳与引线之间的绝缘电阻大于7 0 MS 2 oJ . I G 8 5 8 - 1 9 9 4三检定条件6 标准仪器 检定标准锗铁电阻温度计的标准器是标准锗铁电阻温度计组 ( 3支) 。标准佬铁 电阻温度计组年稳定度毛0 . 5 m K .7 检定设备7 . 1 低温绝热恒温器及配套的控温仪， 整套装置的控温稳定度优于士 0 . 5 m K / 3 0 m i n .有小液池的低温恒温器，检定温度下限为 2 K 。有 H e恒温器的，检定温度下限为0. 6 5 K.7 . 2 直流比较仪电桥，准确度不低于 1 x 1 0 - 6( 读数)十1 0个最小步进值。或不低于此准确度的其他电测仪器。7. 37. 4名义值为:0 . 1 5 2 ,1 10和 1 0 0的标准电阻各一只，准确度不低于 5 X1 0电 阻温度计专用转换开关， 其杂散热电势不大于0 . 4 p V .四检定项 目和检定方法8 外观检定，按第 1 条的要求进行。9 按第5 条的 要求测量温度计外壳与引线之间的绝缘电阻。1 0 新制造的温度计，应在室温与液氦温度之间做不少于 5 次热循环。1 1 安装温度计时，温度计插人铜块孔中，通常要包裹一层铝箔或在孔中加少许真空油脂 ，使温度计与铜块之间有良好的热接触。要特别注意温度计的引线热锚，以避免热传导直接到达温度计的感温元件。温度计引线要牢固地焊接在恒温器的接线端钮上。1 2 标准铭铁电阻温度计检定时，可分为两种情况处理:只有4 H e 小液池的恒温器，分度范围为2 - 2 7 K ; 有 H e 恒温器的，分 度范围 为0 . 6 5 - 2 7 K 。 在测量过程中， 温度漂移不大于 0 . 5 m K.1 3 检定点数量 从0 . 6 5 - - 2 7 K范围，检定点数不应少于 3 7 个。从0 . 6 5 - - 4 . 2 K范围，检定点数为1 5个。从 4 . 2 -2 7 K范围，检定点数为 2 2个。1 4 检定时，按照下列次序测量: 顺序:标准被检 1 被检 2 . . . 被检 ， 反序:标准一被检 1 一被检 2 . . . 被检 n 往返测量 2次，计算各支温度计的测量平均值。巧测定 自热效应 温度计的自热效应在 4 . 2 K的真空条件下测量，先通过 0 . 3 mA的工作电流测量温度计的电阻值为 R 1 ， 再通过 0 . 3 涯 m A的工作电流测量温度计的电阻值为 R Z ， 则0 . 3 m A 工作电流引起的自热效应 R:L I G 8 5 8 - 1 9 9 4 A R =R: 一R, ( 3 ) 如果电 测仪器无 涯挡， 则改用。 . 6 m 八的工作电 流测量温度计的电阻值R 2 。这时，0 . 3 m A工作电流引起的自 热效应 R为: 4 R二( R : 一R 1 ) / 3 ( 4 ) 自热效应 z 按下式计算 : 4 t二 R/ ( d R/ d T ) ( 5 )式中:d R/ d T是温度计在 4 . 2 K时的电阻变化率 ，可以在 4 . 1 K至 4 . 3 K间测定。1 6 为避免引起过大的自热误差和保证温度计有足够的电压灵敏度，通过温度计的电流为:1 K以下为 0 . 1 m A, 1 K以上为 0 . 3 m Ao1 7 检定数据的多项式拟合 标准锗铁电阻温度计的检定数据用 切比雪夫多项式最小二乘法拟合。根据标准温度计测得的电阻值， 得出对应的温度值。把被检温度计的电阻值 R ， 逐一代人 ( 2 )式，求出 二，这样，T : -R 的对应关系就变换成T一二 的对应关系。然后 ，把 T 和R ， 值代人 ( 1 )式， 用最小二乘法求出 多项式的系数 CI O , a， a 2 ,，a , 。切比 雪夫多项式取 1 1 阶为宜。1 8 计算温度计的分度表 把温度计 0 . 6 5 -2 7 K ( 或 2 - - 2 7 K )范围内设定步距的电阻值 R代入 ( 2 )式求出二，再代人 ( 1 )式求出对应的温度 T1 9 数据拟合的标准偏差按下式计算:、 一 V 客 而 1 斌 V ?(m - n )( 6 )式中:S 标准偏差; V ; 剩余偏差，V i = R 。 一 R m ; R , 某一温度点检定时被检温度计的测量值; R , 该温度点的 计算电阻值; m检定温度点的个数; n 自由度 ( 切比雪夫多项式的阶) 。 检定数据拟合的标准偏差