《精密铂电阻温度计》校准规范征求意见稿

精密铂电阻温度计校准规范编制说明
一、        任务来源
近年来，大量精密铂电阻温度计进口至国内，在国内温度测量领域有着越来越广泛的应用。由于其结构特征与工业铂电阻类似，其温度计量特性又与标准铂电阻温度计相似，因此既不能参照JJG229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》，又不能参照JJG160-2007《标准铂电阻温度计检定规程》对精密铂电阻温度计进行校准。为此，国家质量监督检验检疫总局国质检办量函[2011]259号文件下达了《精密铂电阻校准规范》的制定任务，并由上海市计量测试技术研究院负责编制。

二、        规范编制的技术依据
该规范的编写原则主要依据JJF1071-2000、JJF1001-1998以及JJF1007-2007，参考了JJG160-2007、计量院的部分研制报告和国外国内发表的有关文章。
主要参考文献有：
1.        JJF1071—2000《国家计量校准规范编写规则》
2.        JJF1001—1998《通用计量术语及定义》
3.        JJF 1007－2007《温度计量名词术语及定义》
4.  JJG160-2007《标准铂电阻温度计》检定规程

三、产品概述
精密铂电阻温度计产生于国外现场校准行业，主要用做现场校准的标准器，通常与干式炉一起使用，国外称之为二级铂电阻温度计。进入中国以后，由于其年稳定性介于二等标准铂电阻及工业铂电阻之间，因此国内称之为精密铂电阻温度计。在欧美，随着水银温度计彻底退出历史舞台，精密铂电阻温度计已经完全替代了水银温度计，并在工业铂热电阻校准过程中作为标准器，替代二等标准铂电阻温度计，大大降低了计量成本。
四、计量性能要求
精密铂电阻温度计（以下简称温度计）
电阻特性：
标称电阻值Rtp通常为100Ω，不排除有其他标称电阻值。
W100≥ 1.3925以及WGa≥1.11807或WHg≤0.84424
五、有关技术内容说明
1、国内外生产状况
经调查统计，目前国内外能生产精密铂电阻温度计的主要厂家为美国福禄克公司、英国ISOTECH公司、云南大方自动控制科技有限公司、北京奥维泰科技有限公司等。
2、关于外观形状
国内外生产的精密铂电阻温度计种类繁多，型号各异。
长度上，有的长达500mm，有的短至100毫米，甚至更少。
直径上，分别有6.35mm，6mm，4.76mm，4.7mm，3.175mm等。
形状上，有棒式，直角形，或者任意角度形状等
因此本规范在精密铂电阻温度计外观形状上不做要求。仅从电阻/温度系数上进行限制。
精密铂电阻温度计外壳通常为金属外壳，标称电阻值经统计，绝大多数在100±2Ω范围内，不排除其他阻值的标称电阻。
3、关于精密铂电阻的计量特性及稳定性现状
精密铂电阻温度计是一种计量特性介于标准铂电阻温度计与工业铂电阻温度计之间的计量器具，其计量特性与标准铂电阻温度计近似。精密铂电阻温度计是近年来的新兴产品，其稳定性数据的收集较为困难。从目前搜集的稳定性数据来看，性能参差不齐，有的稳定性与二等标准铂电阻温度计性能相当，有的却高达80mK。因此本规范中只提出复校的温度计需要检查稳定性，但是对其稳定性并不作定量规定。
4、关于本规范的使用范围
经过详细的调查得知，生产精密铂电阻温度计通常使用电阻/温度系数为0.003925及以上的铂丝，仅有个别型号的产品采用电阻/温度系数0.003923的铂丝。考虑到采用0.003923铂丝的产品占有量仅占精密铂电阻的1%左右，而不同纯度铂丝制成的精密铂电阻温度计在进行系数计算时的公式也不尽相同，因此本规范确定的适用范围为电阻/温度系数大于等于0.003925的精密铂电阻温度计。
5、关于退火温度的说明
精密铂电阻温度计的感温元件与标准铂电阻温度计近似，因此可以通过退火来消除由于机械振动产生的应力或铂丝氧化而导致的温度漂移。精密铂电阻温度计的规格种类繁多，温度上限有300℃、400℃、450℃、500℃等多种规格，对于铂电阻来说，低于450℃的退火没有意义，只会让铂丝氧化情况加重，因此对于上限温度低于450℃的温度计，不必退火。而上限温度高于450℃的温度计（含450℃），则参考JJG160-2007标准铂电阻温度计检定规程的退火要求进行退火。
6、关于温度外推
由于精密铂电阻温度计规格种类繁多，经常出现超出常规温区的情况，因此考虑采用外推法推算到温度计使用上限。
主要有三种情况：
a、        温度上限为300℃的温度计，最高校准温度为锡凝固点，外推70℃
b、温度上限为450℃的温度计，最高校准温度为锌凝固点，外推30℃
c、温度上限为500℃的温度计，最高校准温度为锌凝固点，外推80℃
经实验验证，外推温度值的分度误差不大于1mK，因此完全可以采用外推的方法。
7、关于采用熔坪的固定点法
精密铂电阻温度计的校准可以采用两种方法，分别是固定点法和比较法。其中固定点法我们推荐采用熔化点法。JJG160-2007标准铂电阻温度计检定规程中推荐使用凝固点法，凝固点法与熔化点法相比，复现过程稍复杂，需要诱导，但是复现的固定点温度的不确定度优于熔化点法。熔化点法虽然不确定度稍大，但是复现方便，无需诱导。经实验数据证明，在铝点，熔化点与凝固点温度之差小于1.5mK，在锌点，熔化点与凝固点温度之差小于1.0mK，在锡点，两者之差小于0.8mK。因此在精密铂电阻温度计的校准过程中完全可以用熔化点法代替凝固点法。
8、采用比较法的可行性依据
对于不具备小型固定点设备的计量单位，我们推荐使用比较法。比较法校准要求恒温槽温度偏离不超过±0.5℃。实验结果表明，比较法和定点法在锌凝固点最大差值为5.2 mK，比较法装置的复现性优于3.0 mK；在锡凝固点最大差值为5.7 mK，复现性优于1.2 mK，满足JJF1178-2007《用于标准铂电阻温度计的固定点装置校准规范》规定标准铂电阻温度计在一等铂电阻温度计标准装置锌凝固点复现性优于3.0 mK，锡凝固点复现性优于2.6 mK的指标。因此可以证明比较法可以适用于精密铂电阻温度计的校准。