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固定点法温度校准技术

/temperature calibration technology using fixed- points/
条目作者孙建平

孙建平

最后更新 2022-01-20
浏览 194
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利用一个或多个温度固定点下的校准值和指定的内插或外推方法实现温度计校准的技术。简称固定点法校准技术。

英文名称
temperature calibration technology using fixed- points
所属学科
仪器科学与技术
简称
固定点法校准技术

固定点法校准技术离不开温度固定点装置(也包括温度固定点黑体辐射源)。温度固定点装置的选择依据由校准温度计的种类、温度范围和校准不确定度需求确定,可以采用国际温标规定的定义固定点(见1990国际温标)或者自行选择适用的固定点。在一定的温度范围,作为内插仪器的温度计在一系列的固定点上校准获得离散的校准值,据此确定规定的内插方程中的待定系数后得到该温度计在温度固定点之间的校准值。例如,依据1990国际温标(ITS-90),标准铂电阻温度计作为内插温度计,通过参考函数及偏差函数在固定点温度之间内插实现温度计的校准;一些工业使用的温度计如精密铂电阻温度计等也可以采用固定点法校准技术实现校准。对可确定相对光谱响应度及其线性度的标准辐射温度计可采用银凝固点或者铜凝固点等单一的固定点黑体校准,基于普朗克黑体辐射定律确定温度计的校准特性。光谱响应度具有良好线性的窄光谱带的标准辐射温度计可利用多个固定点黑体校准和萨库玛(Sakuma)方程内插确定温度计的校准特性。由于高温固定点技术的发展,固定点校准法在辐射测温的应用范围扩展为156~2747℃或更高温度。同样,标准热电偶多固定点内插校准在引入高温固定点技术后,适用的温度范围大幅上延,更多的可选择校准温度点有利于选择合理的校准点分布以改善校准不确定度。

校准选择的固定点可采用国际温标中的定义固定点(见1990国际温标),它们是已知温度并具有良好温度复现性的固定点。在1990国际温标的最高温度固定点——铜凝固点温度(1084.62℃)以上的高温区,新型高温固定点(见固定点装置固定点黑体辐射源)是主要选择;经过21世纪初十几年的快速发展之后高温固定点技术日趋成熟。尽管温度复现性不如1990国际温标的定义固定点出色,但已知1990国际温标温度的第二类参考点对满足特定温度的校准和选择合理的固定点校准温度分布组合提供了更丰富的选项。

一般而言,利用多个固定点的校准技术不需要预先对被校准温度计的特性有较多的了解,即可实现最高的校准水平。影响校准水平的因素,除了被校准温度计的自身因素以外,主要为固定点装置的温度不确定度、插入温度计的温度计阱深度或固定点黑体的发射率、选择的固定点的数量和校准温度点分布,以及内插或外推方法。被校准温度计自身的特性在很大程度上限制了校准可达到的水平。

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