提高铂电阻温度计测量精度的方法研讨

李海珑 张礼维

摘 要：本文在检定规程对铂电阻温度计提出的要求基础上，通过分析铂电阻温度计测温特性，参照铂电阻温度计检定结果，以此分析提高铂电阻温度计测量精度的方法，明确温度校准点测量不确定度，配备针对性的解决对策。本文研究结果仅供参考。

关键词：铂电阻温度计；测量精度；提升措施

在温度测量领域中，铂电阻温度计由于自身温度测量范围、测量稳定性、系统灵活性等优势得到了广泛应用。结合实际情况，目前在温度测量中，应用最多的为Pt100铂电阻温度计，属于一种四线制温度传感器。本文主要从铂电阻温度计校准方式入手，结合实际工作需求，总结工作经验，深入研究铂电阻温度计测温结果，对比相关数值，总结在-60℃-650℃温度范围内提升铂电阻温度计温度测量精度的措施，详细研究如下。

1 铂电阻温度计检定结果

遵循JJG229-28检定规定，就A级铂电阻允许的温度偏差为（±0.15+±0.002 ）t/℃，电阻-温度关系表分度表以1℃为间隔。这就意味着，就质量合格的A级铂电阻温度计，针对其铂电阻温度计检定结果分析，若选择查表计算方式，无法保障数值的精准性，难以满足铂电阻温度计测量精度需求。

本文研究的铂电阻温度计电阻-温度关系：

上述式子中，R（t）—属于温度t阶段铂电阻数值，单位：Ω。t—代表的是温度，单位：℃。R（0）—属于温度为0℃阶段的铂电阻数值，单位：Ω。A—常数。B—常数。C—常数。

基于JJG229-28检定规定基础上，上述公式（1），（2）中，常数A为3.9083×10-3℃，常数B为-5.775×10-7℃，常数A为-4.183×10-12℃，电阻-温度关系与分度表符合。本文以A级Pt100铂电阻温度计为例，其检定点为0℃-100℃，依据实际情况，必要时开展t检定。若电阻温度系数（α）超差，就本文设置的检定点，为保障允许偏差符合要求，需要增加一个上限温度点。上限温度点允许偏差为±（0.15+0.002 t）℃，电阻温度系数（α）允许偏差为±0.000006。

基于上述规定，质量合格的A级Pt100铂电阻温度计，-60℃温度下允许偏差为±0.27℃，300℃温度下允许偏差为±0.75℃，650℃温度下允许偏差为±1.45℃。通过对比数据可发现，数值偏差较大，难以保障铂电阻温度计测温系统的精准性，无法凸显Pt100铂电阻温度计的应用价值。

想要实现Pt100铂电阻温度计测温精准性的提升，必须要选择有效测温途径，创新Pt100铂电阻温度计测温特性方式，以此总结出高精准度的测温方式。

2 铂电阻温度计测温特性

Pt100铂电阻温度计电阻-温度关系与上述公式（1）、公式（2）符合，就任意Pt100铂电阻温度计，可借助校准，确定公式内的三个常数。通过将Pt100铂电阻温度计放置在不同槽点，开展测温校准，最终得到0℃电阻值为R（0）、100℃电阻值为R（100）、156.60℃电阻值为R（156.60），将各个数值带入式子（2）中。

获得方程：

（3）

就上述公式（1），C值很难确定，需要先明确高阶项对电阻值的影响。统计-5℃～-60℃，每次间隔56℃的高阶项数值。通过统计对比数据可发现，-40℃以上高阶项数值很小，最大值为3 mΩ，温度偏差为0.01℃。-40℃以下可借助线性处理计算高阶项数值，以此完善相应的数据特征曲线。

3 提高铂电阻温度计测量精度的方法—以Pt100铂电阻温度计为例

3.1 方法验证

在-60～200℃温度范围内，使用Pt100铂电阻温度计，每10℃测量1次，比较测量结果、一等标准铂电阻的测量结果，以此分析其精准度。

取一只Pt100铂电阻温度计在-60～200℃温度范围内，每间隔10℃进行测量，将其测量结果与一等标准铂电阻的测量结果进行比较，检查其测量的准确度。经校准，该铂电阻温度计的电阻-温度关系常数为A=3.9083×10-3℃，B=-5.775×10-7℃，R（0）=99.9462Ω，R（156.6）=159.6785Ω，R（100）=138.4096Ω。

通过对比数据发现，在-60～200℃温度范围内，使用的Pt100鉑电阻温度计，温度设定计算值与温度设定标准值偏差为±0.05℃以内，在相同温度下，使用查表法计算温度偏差，得到的偏差数值为±0.5℃以内。同等温度范围内，A级Pt100铂电阻温度计允许误差为±0.55℃。因此，就Pt100铂电阻温度计测量值比较，使用查表法可保障测量值的精准性。受到条件限制，在200～300℃温度范围未能开展实际测试，但通过推理测试数据，上述提出的结论也合理。

3.2 不确定度分析

Pt100铂电阻温度计校准点测量不确定度分析，首先需要明确不确定度的来源，接着开展不确定度标准评定，主要包括：A类标准不确定度为0.15mK；A类标准不确定度0℃为0mK，100为℃1.36mK，156.6℃为1.67mK；一等标准铂电阻温度计不确定度，0℃为2.32mK，100℃为1.80mK，156.6℃为1.80mK。

总而言之，大量试验表明，本文提出的方式切实可行，借助EXCEL表格处理软件实现各类数据的处理，可简化试验流程，迅速获取试验结果。

4 结束语

综上所述，基于本文上述研究可知，就-60℃以下的温度，可应用本文上述方式，分段确定直线方程，并确定分段测温公式。就200℃以上的温度，受到条件限制，笔者并未开展相关试验。基于理论上而言，只有铂电阻温度计测温特性与上述公式（2）符合，就可实现铂电阻温度计测量精度的提升。

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