高精密热敏电阻温度计校准方法的探讨.pdf

《高精密热敏电阻温度计校准方法的探讨.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、METＲOLOGYTESTTECHNOLOGY＆VEＲIFICATION计量测试与检定高精密热敏电阻温度计校准方法的探讨1，2朱晨彬(1.上海交通大学，上海200240;2.上海市计量测试技术研究院，上海201203)［摘要］文章介绍了高精密热敏电阻温度计的特点。从校准条件、操作方法、数据处理三个方面对校准方法进行了阐述，其中数据拟合使用切比雪夫多项式法，最后进行了测量不确定度评定。［关键词］热敏电阻温度计;校准方法;不确定度［中图分类号］TH811［文献标志码］B［文章编号］1002－1183(2014)05－0017－04热敏电阻自1940年研

2、制成功以来，发展非线性严重，使用时必须进行曲线拟合。［1］常迅速，由于其具有灵敏度高、体积小、结构温度测量有三种传感器:热电偶、热电阻及简单以及响应时间短等优点，使得其由最初作为热敏电阻。对热敏电阻的校验方法研究还很少。通信仪器的温度补偿及自动放大调节装置，演变高精密热敏电阻温度计具有优异的准确度及稳定为广泛应用于家电、汽车及生物医药等各领域的性。其准确度一般优于±0.01℃，标准级热敏电温度传感器。目前国内外航天器上用于飞行试验阻温度计准确度高达±0.001℃，可溯源至NIST的温度传感器主要采用热敏电阻。在大部分对数的校准报告，价格却低于SPＲ

3、T(标准铂电阻温［3］放大器的电路中也采用热敏电阻温度计对其温度度计)，在0～100℃温度范围内具有很高的性进行补偿。NTC(NegativeTemperatureCoeffi-价比。热敏电阻温度计分为铠装、珠状和特氟龙cient)热敏电阻又称负温度系数热敏电阻器，其封装三种形式，适合不同的使用场合。其中铠装电阻值随温度升高而降低，与之相反的是正温度适用于大部分场合，珠状适用于需要精密测温的系数热敏电阻器，即PTC(PositiveTemperatureCo-情况，而特氟龙封装适用于需要耐腐蚀的场合。［2］因此，高精密热敏电阻温度计的使用越来越广e

4、fficient)热敏电阻，其阻值随温度升高而增加。热敏电阻的优点是:(1)灵敏度较高;(2)工作温泛，是生物、遗传、病毒、水产、环保、医药、度范围宽，高温器件适用温度高于315℃(目前卫生、生化实验室、分析室、教育科研的必备工最高可达2000℃)，低温器件适用于－273℃～具之一。55℃;(3)体积小，能够测量其他温度计无法测1校准方法量的空隙、腔体及生物体内血管的温度(目前在1.1校准条件水银温度计将被淘汰的大背景下，数字体温计均校准时的环境温度控制在15～28℃，湿度范采用热敏电阻温度计的为测温探头);(4)使用围为20%～80%，标准器选择

5、标准铂电阻温度方便，电阻值可在0.1～100kΩ范围任意选择;计，扩展不确定度:U=5mK(k=2)，测温电桥－6(5)易加工成复杂的形状，可大批量生产;(6)选择FLUKE1590测温电桥，精度1×10，输出稳定性好，过载能力强。主要缺点是热电特性非电流范围1～15mA，范围0～100Ω，可以在大约［收稿日期］2014－06－08［作者简介］朱晨彬(1984－)，男，上海人，工程师，毕业于中国计量学院，从事温度计量与测试工作。工业计量2014年第24卷第5期·17·计量测试与检定METＲOLOGYTESTTECHNOLOGY＆VEＲIFICATI

6、ON［4］2s内完成一次新的测量。它的测温速度使其可指数方程，但在实际中使用该方程所带来的非线以在高精密热敏电阻温度计的校准过程中取得更性误差较大。因此，通常选择更好的方程来对电高的效率和更好的准确度。而且其与多路转换器阻的特性曲线进行拟合。使用多项式族进行拟合结合起来，可扩充到10/50个通道。对于热敏电可以实现较好的精度，同时对求解精度进行控阻温度计，其测量准确度可达到±0.000125℃。制，而在不同的多项式中切比雪夫多项式做最小［6，7］恒温配套设备使用恒温槽水槽并在槽内放置等温二乘法进行拟合的效果最佳。用于拟合的切块，恒温槽的均匀度为5m

7、K，波动度为5mK。比雪夫多项式的公式为:1.2操作方法an0－1T=+∑aicos［icos(AlnＲ+B)］(2)测量点数的选择上，根据测温范围选择多个2i=1标定温度点，以实现最佳拟合基本覆盖整个温度式中:ai为待求解的系数，第i项切比雪夫多项传感器的工作范围。为提高拟合精度，需在Ｒ－式可以化为最高次数为i的关于X的多项式，多［5］T曲线拐点处多选几点进行拟合。项式的个数(方程的方次)通常不超过11，方高精密热敏电阻温度计量程范围在0～60℃次需要实际观察确定，一般不超过校准点数的一选择:0.01℃，10℃，20℃，30℃，35℃，半。首先需

8、要对输入变量进行归一化，电阻值的37℃，40℃，50℃，60℃。归一化方程为x=AlnＲ+B，其中，A和B为归一高精密热敏