提高温度校准实验室的生产力JeffreyS.WilleyHartScientificPleasantGrove,Utah作者简介JeffreyS.Willey涉足计量领域是在1980年完成的“AirForcePrecisionMeasurementCourse（PMEL）”（美国空军精密测量教程），并作为一名35H10校准专家服役了4年。他曾经是洛克希德电子仪器公司（LockheedElectronics）的计量工程分析师、MartinMariettaAerospace（马丁玛丽埃塔航空航天）公司的I&E技师，以及加拿大Guildline仪器（GuildlineInstruments）测量应用专家，现就职于美国（HartScientific）公司，是一名校准应用专家，负责所有温度基标准设备和其他相关测试设备的国际销售和市场。摘要本文紧密结合当今的校准实践，以简单易懂的形式介绍了温度测量。本文可以帮助不同层次的读者确定什么样的设备最适合其测量需求，及其优点和缺点。本文将有助于读者理解在使用电阻温度传感器（RTD）进行温度测量方面的常见错误，并有助于充分理解在实验室环境下往往含糊不清的定义和术语。本文的目的是以通俗易懂的方式提供足够的信息，使读者负责任、充满信心地做出决定，并直接影响到实验室的工作效率。概述在测量领域，没有专业经验或仅有很少经验的人员往往被安排到校准实验室的某个岗位。在过去，相对于直流和低频、交流电压、电阻、RF和微波、时间和频率等等，人们很少关心温度测量或往往认为它是不太重要的。随着时间的推移，由于温度对这些测量学科的影响，以及许多国家对温度要求的日益严格，温度已经变得极其重要。对于刚开始熟悉温度测量的人员来说，这一测量过程有太多的方面需要理解。对于经过计量培训的人员来说，面对一个新的学科，首要面临的障碍就是理解其溯源性。溯源性是一个不间断的校准标准链，可以追溯至国家标准或物理常量。在理解了溯源链以及与之相关的不确定度之后，测量学科就不再神秘，温度的起源也就是显而易见的了。以下的信息适用于涉及到以下问题的人员：首次接触温度测量；进行可溯源、无误差地校准；确定使用以及将来应该购买什么样的标准；建立最经济、最高效的温度实验室。理解温度测量如何测量温度？测量的准确度如何？需要什么样的温度范围？哪种类型的设备最适合测量温度？我的仪器是否需要检定？当需要测量温度时，会面临许多常见的问题。有各种各样的测量装置可用来测量温度：电阻温度传感器（RTD）、标准铂电阻温度计（SPRT）、铂电阻温度计（PRT）、热敏电阻、热电偶（TC）以及玻璃管温度计。以下仅以电阻式装置来介绍温度测量。温度和电阻RTD的电阻尽管不是完全线性的，但具有很强的可重复性（请参见图1）。因此，就必须预先知道传感器在其温度范围内任意给定点时的电阻值。注意，对于热敏电阻型的器件，电阻随温度上升而增大，反之亦然。这两种情况都有其优势。图1.RTD和热敏电阻的“电阻－温度”曲线温标为了确定电阻变化时的温度，可以使用不同的温标。对于RTD，可以使用IPTS-68、ITS-90或Calender-VanDusen进行转换；对于热敏电阻，建议使用多项式函数进行转换。ITS-90温标是用于RTD测量的最常用转换方法。ITS-90温标包括了几个子范围，用户可以选择最适合的子范围来进行温度转换。这些子范围是基于固定点的，也就是已知的温度点，这些温度点都是已知的物理常量。最常见的固定点就是水三相点（TPW）（请参见图2）。0.01°C是所有固定点中代价最小的一个，通常被用于假设RTD的电阻值还没有由于任何滥用造成漂移。（为了更好的理解ITS-90温标，请参阅NIST的第1265号出版物。）实验室温度标准所有提供温度校准服务的实验室都必须根据所进行的校准级别维护各种标准。对于基级校准，需要几个固定点、电阻桥和多个SPRT。对于较低级别的校准实验室，为了将已知的SPRT和未知的传感器进行比对校准，需要非常稳定的液体槽或源。基级实验室提供的不确定度为0.001°C或更好，通常具有利用电阻桥和固定点容器校准SPRT本身的能力。其能力由电阻桥的准确度以及能够覆盖ITS-90温标子范围的固定点数量决定。（请参见图3。）图2.Dewar冰炉中的水三相点二级实验室提供的不确定度为0.001°C或更好，通常将其SPRT送到基级实验室进行校准。校准是通过比对完成的，将经过校准...
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