基于高精度数字温度计的探索性实验

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数字温度计-般为电池供电，携带方便，坚固耐用，可在工业现场方便可靠地实现温度测量，-些产品还可在存在爆炸性气体的特殊环境下安全可靠地使用。同水银温度计相比较，它可以彻底防止水银温度计破碎对人身和环境造成的危害，使用寿命长，某些还带有数据记录功能 j。

数字温度传感器于20世纪 90年代中期问世，至此温度传感器经历了三个发展阶段：(1)传统的分立式温度传感器；(2)模拟集成温度传感器；(3)智能集成温度传感器，特别是现代仪器的发展，使得微型化、集成化、数字化正成为温度传感器发展的-个重要方向 。

目前国际上已开发出多种数字温度计产品，-般包含高精度温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器和接口电路，配备各种微处理器，可输出测量温度数据及相关的温度控制量。早期的数字温度计产品测温精度较低，分辨力只能达到 1℃，现在市面上分辨力达到 0.1℃、0.01℃的产品越来越多。随着国内外相继推出多种高精度、高分辨力的高精度数字温度计，也让高精度数字温度计代替标准水银温度计成为可能。

1 标准水银温度计使用过程中存在的问题(1)标准水银温度计不易存放由于标准水银温度计示值稳定，在温度计量领域占据非常重要的位置，肩负温度计量领域量值传递以及高精密测温的工作 ，是双金属、温度变送器、温度巡检仪等 日常温度检定工作的常用标准器。但是由于标准水银温度计的材质是玻璃，这就决定了它存在易碎、不方便运输携带的劣势，在测量较高温度时，必须对温度计进行预热，否则非常容易炸裂，而且破碎的玻璃碎片和水银-旦落入恒温槽，很难清理，若处置不当，将直接危及检定人员的降，因此使用时需要格外小心。而且标准水银温度计-旦损坏，将难以修复，特别是大量使用水银作为感温液体，将不可避免地对环境造成污染。

(2)标准水银温度计的读数问题标准水银温度计由于自身结构的限制，使得实际测量中精度很难提高。标准水银温度计读数时需要借助读数望远镜，不如数字式温度计读数直观。水银温度计热容量比较大，达到热平衡所需的时间较长，而且标准水银温度计读数前，要将读数望远镜装置调水平，检测人员的视线必须要与标准水银温度计相垂直，另外人的视觉误差也会对读数结果产生影响。

(3)标准水银温度计后期成本高水银温度计看似成本很低，价格低廉，但其-旦破碎，后期处理成本很高，而且因水银的泄露造成的人体伤害和对环境的污染是很难估量的。标准水银温度计的检定方法较复杂，费时较长，由于标准水银温度计的应用主要集中在计量检定机构等少数部门，因此从长远来看，在某些应用领域用高精度数字温度计代替标准水银温度计是可行的。

2 探索性实验随着仪器仪表及传感器技术的不断发展，使用高精度数字温度计代替标准水银温度计的探讨已经引起[收稿日期]2012-08-25[作者简介]成英淑 (1985-)，女，黑龙江佳木斯人，工程师，硕士，毕业于中国计量学院，从事热工计量工作。

工业计量 2013年第23卷第3期 ·43·MEASUREMENT EQUIPMENT AND APPLICATlON业内越来越多的关注和重视。国外已经有相关类型的产品，本文就用 FLUKE 1552A高精度数字温度计做- 些探讨性实验。

FLUKE 1552A将高精度测温传感器和测试功能高度集成，可安全用于可能存在爆炸性气体的化学、制药、食品或石油化工等环境 ，准确度高，坚固耐用，彻底排除了由于水银温度计破碎而造成的危害，能够在室外或生产车间现成靠工作。

FLUKE 1552A量程为 -80-300 oC，采用棒式结构设计，结构小巧。该数字温度计将高精度PT100铂电阻测温传感器、转换电路、数据处理与温度显示等功能合为-体，可直接对该系统进行校准。温度传感器外壳为不锈钢结构，坚固耐用，数字读数装置实现将铂电阻随温度变化的电阻值转换为实际温度值的功能，响应速度快，读数直观。

2.1 高精度数字温度计1552A的示值误差使用二等标准铂电阻配备 FLUKE精密测温电桥1594A，整点校准 1552A在 -60～300℃量程范围内的示值误差，数据见表 1。

表 1 高精度数字温度计的示值误差表校准温度点/℃ 示值误差/℃- 6O05O1oo1502002503ooO.OO- O.O1- O.O1- O.02- 0.02- 0.04- 0.04- 0.04依据 JJG 1612O10《标准水银温度计检定规程》，标准水银温度计首次检定示值误差的允许范围为 ± (0.15～0.25)℃，后续检定中示值误差的允许范围为 ± (0.15-0.35)℃，可见高精度数字温度计的示值误差满足标准水银温度计首次及后续检定对示值误差的要求。

2.2 高精度数字温度计的重复性试验选用-组标准水银温度计与 1552A同时测量 -60～ 300℃ 温度范围内6个温度点，每隔5min读取-次数据。计算得到的实验结果见表2。

从表2可以看出，该数字温度计 -60～300℃ 温度范围内的最大标准偏差为0.005℃。

表 2 高精度数字温度计 1 552A的标准偏差表温度点/℃ 1552APC- 6O0501002003000.000O.O0oO.oo50.0030.0040.0051552A技术手册注明其在整个温度范围内示值的准确度 (含 1年的长期稳定性)为 .4-0.05oC，由于时间原因，本实验还不够全面，还没有掌握 1552A 1年内的稳定性数据，还需在以后的工作中不断积累实验，完善数据，进而检验高精度数字温度计的年稳定性以及其他参数。