溫標

國際上使用攝氏溫標和熱力學溫標，1968年建立了國際實用溫標。

攝氏溫標是以水銀的體膨脹與溫度間的線性關系為基礎的，它與已被取消的華氏溫標間的換算關系式為

熱力學溫標系以熱力學第二定律為依據，理論上確定分子停止運動為絕對零度，但此溫度目前無法實現(xiàn)。于是，設立了氣體溫度計，建立了熱力學溫標。其分度為水沸點至冰融點在標準大氣壓下之差為100 K。

由于氣體溫度計裝置復雜，且不實用。為此，于1968年建立了國際實用溫標（IPTS-68）。IPTS-68適用于測定任何溫度，數值與熱力學溫度相近而又具有較高的復現(xiàn)性。IPTS-68是以一些可復現(xiàn)的平衡態(tài)的定點溫度，以及能夠精確分度的標準儀器為標準校準設備的。由IPTS—68所定義的熱力學溫度（T68）和攝氏溫度U68）間的關系為

IPTS-68定義的基準點列于下表中。

表 國際實用溫標IPTS—68定義基準點

按國際溫標，將整個溫度測試區(qū)分為幾段，各段使用不同的基準儀器：

低溫至630.74℃以內，主要用鉑電阻溫度計；

630.74?1064℃用鉑鎊-鉑熱電偶；

1064℃以上則采用光學高溫計。

鉑電阻溫度計是根據金屬鉑電阻值隨溫度變化而變化的性質制成的，典型結構如下圖所示。

鉑電阻溫度計

標準鉑電阻溫度計的鉑絲直徑為0.3 mm，加工成鉑電阻溫度計后，要細心、嚴格地對其進行化學處理的熱處理。

鉑電阻溫度計的電阻與溫度間的關系為

為了提高測量準確度、減小偏差值，可通過下述途徑：其一，對鉑的純度提出更高要求；其二，用內插公式增加分度點數;其三，改進鉑的化學和熱處理工藝。

鉑電阻溫度計配接的二次儀表為精密電橋或精密電位差計。為消除連接導線的影響，有時采用四線結構。

熱電偶是根據熱電效應制成的測溫傳感器。從理論分析已知，熱電偶產生的電勢由溫差電勢和接觸電勢組成。根據熱電效應，任意兩種導體都可作為熱電極，組成熱電偶而用來測溫。在工程上，一般選擇在其測溫范圍內穩(wěn)定、電阻溫度系數小、電導率高、組成熱電偶后輸出電勢大，且其值與溫度成線性關系的金屬作為熱電偶的熱電極。經研究，鉆銠10-鉑熱電偶復制精度及測量準確性高，故常用來作精密測量和作為標準熱電偶。

下表列出了鉑銠-鉑熱電偶及其他幾種常用熱電偶的特性。

　　表 常用熱電偶特性

對熱電偶，應在規(guī)定的溫度點上進行校驗。下表列出了鉑銠-鉑及其他幾種熱電偶的校驗溫度點。

　　表 常用熱電偶校驗溫度點

熱電偶可配接直接電位差計、精密電橋等二次儀表。

熱電偶校驗（標定）裝置

上圖為熱電偶校驗裝置示意圖。校驗時，將兩只熱電偶同時置入加溫箱中，其中一只為被校驗（標定）熱電偶，一只為鉑銠-銷標準熱電偶，用比較法校準。校準時，將熱電偶冷端置入冰點槽，以保持0℃。校驗中爐溫變化速率不應大于0.2℃/min。

不論是標準鉑電阻溫度計，還是熱電偶標準溫度計，用于校準其他溫度傳感器時，配用適當的高、低溫恒溫裝置，即可進行工作。恒溫裝置包括恒溫箱、水浴、油浴、髙溫爐等。　

熱電阻溫度傳感器的標定可用比較法。其方法是用標準溫度計（標準水銀溫度計或標準鉑電阻溫度計）與被校熱電阻溫度計進行比較。測量電路一般多采用四線制精密電位差計，或精密電橋。校驗（標定）裝置如下圖所示。

　電阻溫度傳感器的標定

實驗步驟是：用標準溫度計測出恒溫箱溫度，經分壓器調節(jié)毫安表，將被測系統(tǒng)回路電流控制在4 mA。首先將切換開關置標準電阻一側，讀取電位差計示值Us，再轉置被測電阻端讀出電位差計示值U,，即可按下式求得Rt。

式中,Rt——被側點阻值；Rs——標準電阻值。

在同一校準點，重復多次，計算出各次測量所得出的尺值，取平均值。再調節(jié)恒溫箱（一般取被測電阻承受額定溫度的90%，50%和10%），重復上述步驟。

中國計量科學研究院基準髙溫裝置一高溫光電比較儀光路圖如下圖所示。工作時，光源（小金點黑體爐或溫度燈）經物鏡成像于調制器7的狹縫上，經調制轉換為交流光信號。信號由光導纖維混合、傳輸，并于聚光透鏡焦點上聚焦，經聚光鏡和干涉濾光片后，由聚光透鏡14均勻地聚焦到光電倍增管的陰極上。

基準光電高溫比較儀

經調制的光相位相反，當兩束光亮度不等時，一個交變光能量由光電倍增管接收，使指零儀表不指“0”，調節(jié)被檢燈電流，以達亮度平衡。若兩光源亮度相等，則被檢光源的亮度溫度就等于標準光源的亮度溫度。

基準高溫光電比較儀的控制線路框圖如下圖所示。

　　光電比較儀電子線路框圖