工業(yè)鉑熱電阻技術(shù)條件及分度表

       南京吉帆整理的《工業(yè)鉑熱電阻技術(shù)條件及分度表》是國內工業(yè)鉑電阻生產(chǎn)廠(chǎng)執行的行業(yè)強制標準，Pt100鉑電阻技術(shù)參數應符合本標準。下面就來(lái)詳細描述：

1、范圍
《工業(yè)鉑熱電阻技術(shù)條件及分度表》規定了工業(yè)鉑熱電阻的技術(shù)要求，其電阻為一個(gè)已定義的溫度函數。本標準適用于-200℃~+850℃整個(gè)或部分溫度范圍的工業(yè)鉑熱電阻。它主要與適合浸沒(méi)的屏蔽元件有關(guān)。
本標準對符合此標準及相應試驗設備的測試方法也作了描述。

2、定義
2.1 鉑熱電阻
由以鉑作為感溫材料的感溫元件、內引線(xiàn)和保護管構成的一種溫度檢測器，通常還具有與外部測量控制裝置、機械裝置連接的部件。也可包括安裝配件或接頭。
注：1、在《工業(yè)鉑熱電阻技術(shù)條件及分度表》的下一個(gè)條款中會(huì )涉及到其它熱電阻。
       2、在《工業(yè)鉑熱電阻技術(shù)條件及分度表》此定義不包括任何分離式的外殼或其它外部結構。
2.2 鉑電阻允差
鉑熱電阻實(shí)際的電阻-溫度關(guān)系偏離分度表的允許范圍。見(jiàn)表1。

3、鉑電阻分度特性
3.1 鉑熱電阻的電阻-溫度關(guān)系
適用于本標準的鉑熱電阻的電阻-溫度關(guān)系如下：
(1)對于-200~0℃的溫度范圍：Rt=R0[1+At+Bt2+C (t-100℃) t3]
(2)對于0~850℃的溫度范圍：Rt=R0(1+At+Bt2)
(3)對于常用的工業(yè)鉑熱電阻，在以上兩式中的常數值分別為：A=3.90802×10-3℃-1；B=-5.802×10-7 ℃-2；C=-4.27350×10-12 ℃-4
對于滿(mǎn)足以上關(guān)系式中鉑熱電阻的溫度系數為：α=0.003850Ω·Ω-1·℃-1(α定義為：α=(R100-R0)/100×R0Ω·Ω-1·℃-1)
在上述關(guān)系式中，R100為100℃時(shí)的電阻值，R0為0℃時(shí)的電阻值。
鉑熱電阻分度表可根據上述鉑熱電阻的電阻-溫度關(guān)系制訂，但不包括其它的電阻分度表。本標準采用1968年實(shí)用溫標 (IPTS-68) 的溫度值。
注：上述等式中所定義的電阻值不包含感溫元件與終端之間引線(xiàn)的電阻值，除非廠(chǎng)商特殊說(shuō)明。3.1條款中的電阻值見(jiàn)表1
3.2 鉑電阻電阻值
對于大多數鉑熱電阻，0℃對應的公稱(chēng)電阻值為100Ω或10Ω，優(yōu)先值為100Ω。在溫度超過(guò)600℃時(shí)，由較粗導線(xiàn)形成的10Ω電阻值更加可靠。
3.3 鉑電阻允差
本標準中鉑熱電阻的允差分為A，B兩個(gè)等級，見(jiàn)下表：

說(shuō)明：*∣t=為溫度的值，℃。
3.3.1 對于公稱(chēng)電阻值為100Ω的鉑熱電阻可根據表1進(jìn)行分級。允差見(jiàn)表2。但*允差不適用于大于650℃的溫度范圍，也不適用于二線(xiàn)制的鉑熱電阻。
3.4 供電
熱電阻應由直流或交流供電，頻率為500Hz。
3.5 鉑電阻引線(xiàn)的配置
鉑熱電阻應使用多種內部引線(xiàn)來(lái)進(jìn)行配置。有關(guān)引線(xiàn)的識別及命名參見(jiàn)圖3。
3.6 鉑熱電阻的標識對于每個(gè)鉑熱電阻都應標有允差等級、接線(xiàn)配置及溫度范圍。

4、鉑電阻試驗方法
4.1 總則
為了檢驗鉑熱電阻產(chǎn)品是否符合本標準規定的技術(shù)要求，需進(jìn)行如下兩種檢驗：
(1)出廠(chǎng)檢驗：每支鉑熱電阻在出廠(chǎng)前都必須通過(guò)出廠(chǎng)檢驗。
(2)型式檢驗：各種結構和溫度范圍的鉑熱電阻產(chǎn)品均應定期抽樣進(jìn)行型式檢驗。
4.2 鉑電阻出廠(chǎng)檢驗
4.2.1 絕緣電阻試驗
進(jìn)行絕緣電阻試驗時(shí)，感溫元件應按出廠(chǎng)裝配方式安裝在護管內，并應記錄試驗電流正、反向時(shí)鉑熱電阻各輸出端及護管之間的電阻值。試驗電壓應為直流10V到100V，環(huán)境溫度應在15℃到35℃之間，相對濕度不超過(guò)80%。在所有被測的穩定數據中，絕緣電阻應不小于100MΩ。
4.2.2 允差
鉑熱電阻的允差值應在3.3中所規定的范圍之內。激勵功率造成的自熱溫升不得超過(guò)在該試驗溫度鉑熱電阻允差值的1/5。
對于*鉑熱電阻的檢驗應在超過(guò)規定范圍之外的兩個(gè)或兩個(gè)以上溫度范圍內進(jìn)行，并將鉑熱電阻插入到在測試介質(zhì)中，其深度不小于所規定的置入深度(見(jiàn)5.2)。
對于B級鉑熱電阻的檢驗一個(gè)溫度范圍內進(jìn)行，通常為冰點(diǎn)。
4.3 鉑電阻型式檢驗
4.3.1 絕緣電阻試驗
與4.2.1中所規定的方法大體相同。不同的是其試驗電壓在額定至高溫度時(shí)應不超過(guò)10VDC。各輸出端及護管之間的電阻值應不小于表3中所列數值。

至高溫度對應的小絕緣電阻值（表3）

4.3.2 電阻精度
鉑熱電阻的檢驗應在超過(guò)規定范圍之外的兩個(gè)或兩個(gè)以上溫度范圍內進(jìn)行，并將鉑熱電阻插入到在測試介質(zhì)中，其深度不小于所規定的置入深度(見(jiàn)5.2)。激勵功率造成的自熱溫升不得超過(guò)在該試驗溫度鉑熱電阻允差值的1/5。測試應在超過(guò)規定的幾個(gè)溫度范圍內進(jìn)行，以確保電阻值在規定的極限范圍內。
4.3.3 熱響應時(shí)間
在溫度出現階躍變化時(shí)鉑熱電阻的電阻值變化至相當于該階躍變化的某個(gè)規定百分數所需的時(shí)間，通常以τ表示。一般應記錄變化50%的熱響應時(shí)間τ0.5，必要時(shí)也可以另外記錄變化10%的熱響應時(shí)間τ0.1和變化90%的熱響應時(shí)間τ0.9。
不建議使用變化63.2%，因為此數值容易與一階裝置的時(shí)間常數混淆。一般情況下，鉑熱電阻的階躍變化都不是一階的。
4.3.3.1 試驗要求總則
如果試驗是通過(guò)改變鉑熱電阻周?chē)橘|(zhì)的溫度而進(jìn)行的，則試驗介質(zhì)到達終溫度值的50%所需的時(shí)間不應超過(guò)鉑熱電阻的τ0.5的1/10。
如果試驗是通過(guò)鉑熱電阻投入溫度不同的介質(zhì)而進(jìn)行的，則被試鉑熱電阻到達終置入深度所需的時(shí)間不應超過(guò)鉑熱電阻的τ0.5的1/10。
試驗裝置舉例見(jiàn)附錄A。
記錄儀器或儀表(詳見(jiàn)IEC258：直接作用的記錄電子測量?jì)x器及其附件)的響應時(shí)間不應超過(guò)鉑熱電阻的τ0.5的1/5。
所記錄的熱響應時(shí)間值應取同一試驗至少三次測試結果的平均值，每次測試結果對于平均值的偏離應在±10%以?xún)取?br />試驗時(shí)，被試鉑熱電阻的置入部分應位于試驗流道的中部，其縱軸在垂直于介質(zhì)流動(dòng)方向的平面上，流道的寬度應不小于被試鉑熱電阻直徑的10倍。
4.3.3.2 流動(dòng)空氣的試驗條件
若使用流動(dòng)空氣進(jìn)行試驗，在試驗流道的可用橫截面內，空氣流速應保持3±0.3m/s。初始溫度應在10~30℃的范圍內，溫度階躍值應大于10℃而小于20℃，被試鉑熱電阻的小置入深度應等于鉑熱電阻的敏感長(cháng)度與直徑的15倍之和。若鉑熱電阻的設計置入深度小于上述數值，則按設計置入深度進(jìn)行試驗，并在試驗報告中注明。
4.3.3.3 流動(dòng)水的試驗條件
熱響應時(shí)間小于1秒時(shí)，測試儀器應被設計為在鉑熱電阻前后方向不存在流動(dòng)水的自由液面以避免加氣處理。在試驗流道的可用橫截面內，流速ν應保持0.4±0.05 m/s。初始溫度在5℃~30℃的范圍內。溫度階躍值應不大于10℃。在試驗過(guò)程中，水的溫度變化應不大于溫度階躍值的±1%。
小置入深度應等于鉑熱電阻的敏感長(cháng)度與直徑的5倍之和。
若被試鉑熱電阻的設計置入深度小于上述數值，則按設計置入深度進(jìn)行試驗，并在試驗報告中說(shuō)明。
4.3.4 自熱影響
試驗應在攪拌水槽中進(jìn)行，水的溫度保持為0℃。詳見(jiàn)附錄B。
被試鉑熱電阻處于設計置入深度，其激勵電流應保證耗散功率不大于0.1mW，在這樣的條件下測量被試鉑熱電阻的穩態(tài)電阻值。
在鉑熱電阻的額定電阻值為100Ω時(shí)，后一次測量穩態(tài)電阻值應采用的激勵電流值為10mA。電阻值為10Ω時(shí)，對應的電流為30mA。對應電阻值所增加的溫度應不超過(guò)0.3℃。
注：自熱測試不適合小型尺寸的鉑熱電阻。鉑熱電阻用于氣體中時(shí)，如需要，可要求廠(chǎng)商提供自熱影響的說(shuō)明。
4.3.5 置入誤差
對測試裝置的要求詳見(jiàn)附錄C。
試驗時(shí)被試鉑熱電阻的激勵電流應保證耗散功率不大于1.0mW。從被試鉑熱電阻的設計置入深度開(kāi)始，緩慢地減小其置入深度，直至鉑熱電阻指示的溫度值變化了0.1℃為止。后的置入深度即為小可用置入深度。
4.3.6 熱電影響
對測試裝置的要求詳見(jiàn)附錄C，或相似裝置。
在被試鉑熱電阻的設計置入深度與實(shí)際上可能達到的大置入深度之間，緩慢地改變其置入深度，直至測量出鉑熱電阻各輸出端之間的電動(dòng)勢值達到大值，且此數值應不大于20μV。
4.3.7 極限溫度
被試鉑熱電阻在其上限及下限溫度都經(jīng)受250h，置入溫度應大于小可用置入深度。若被試鉑熱電阻在大氣壓力下其下限溫度低于氮沸點(diǎn)，則以氮沸點(diǎn)作為試驗溫度。試驗過(guò)程結束后，讓被試鉑熱電阻回復至室溫數分鐘。
0℃時(shí)被試鉑熱電阻的電阻值變化量換算成溫度值時(shí)：*不得超過(guò)0.15℃，B級不得超過(guò)0.30℃。并按4.2.1進(jìn)行絕緣電阻試驗。
注釋?zhuān)簩Τ龇秶你K熱電阻也應進(jìn)行測試。
4.3.8 溫度循環(huán)影響
將被試鉑熱電阻送入已達到其上限溫度的試驗裝置中，然后再移出到室溫下。將被試鉑熱電阻送入已達到其上下限溫度的試驗裝置中，然后再移出到室溫下。在每個(gè)極限內鉑熱電阻應插入至少規定的置入深度內并保持足夠的時(shí)間以達到平衡，各步驟應重復10次。0℃時(shí)被試鉑熱電阻的電阻值變化量換算成溫度值時(shí)：*不得超過(guò)0.15℃，B級不得超過(guò)0.30℃。如果被試鉑熱電阻的下限溫度低于氮沸點(diǎn)，則以氮沸點(diǎn)作為試驗溫度。并按4.2.1進(jìn)行絕緣電阻試驗。
注釋?zhuān)簩Τ龇秶你K熱電阻也應進(jìn)行測試。
4.4 鉑電阻附加型式檢驗
對用于嚴酷環(huán)境的鉑熱電阻，應進(jìn)行附加的型式檢驗。具體事宜應由廠(chǎng)商與用戶(hù)商定。實(shí)例如下：
4.4.1 自由跌落試驗
自由跌落試驗前，被試鉑熱電阻應該結構完整。
試驗裝置為鋪放在地面上的一塊厚度為6mm的鋼板。試驗時(shí)，被試鉑熱電阻的縱軸與鋼板表面基本上保持平行，兩者的距離約250mm。然后讓被試鉑熱電阻從這個(gè)高度自由跌落至鋼板上，這樣的過(guò)程應重復10次。
試驗結束，立即檢查被試鉑熱電阻有無(wú)機械損壞，有無(wú)斷路或短路，并按4.2.1進(jìn)行絕緣電阻試驗及電力連續性的維護。
4.4.2 振動(dòng)試驗
如有可能，應與安裝方式相同的鉑熱電阻作試驗。
試驗裝置應與振動(dòng)器連接牢固，被試鉑熱電阻的振動(dòng)頻率范圍為10 Hz ~ 500 Hz，加速度為20m/s2~30m/s2。頻率為1倍頻/分，整個(gè)過(guò)程持續150h。每半個(gè)周期內應以縱向及橫向對鉑熱電阻進(jìn)行振動(dòng)試驗。試驗時(shí)應記錄共振的頻率及特性，同時(shí)應持續監測電力連續性能。并按4.2.1進(jìn)行絕緣電阻試驗。鉑熱電阻在經(jīng)受振動(dòng)試驗前后，其0℃電阻值的變化量換算成溫度值不應超過(guò)0.05℃。
4.4.3 壓力試驗
此試驗是在沒(méi)有任何防護的情況下，將鉑熱電阻放入密閉的容器中。
被試鉑熱電阻置于充水的不銹鋼壓力試管中，兩者的間隙很小。詳見(jiàn)圖B2。被試鉑熱電阻的置入深度應至少等于設計置入深度，其激勵電流應保證耗散功率不大于0.1mW。被試鉑熱電阻的激勵功率保持不變，壓力試驗管的壓力逐漸增加到3.5MPa，同時(shí)監測被試鉑熱電阻的電阻值變化。試驗前后，其0℃電阻值的變化量換算成溫度值不應超過(guò)0.05℃。試驗結束，壓力回復至常壓，立即按4.2.1進(jìn)行絕緣電阻測量。
鉑熱電阻在經(jīng)受壓力試驗的過(guò)程中，應不發(fā)生斷路或短路，無(wú)機械損壞。

5. 廠(chǎng)商應提供的信息
5.1 電氣特性
交流電時(shí)，電氣特性的大值(包括鉑熱電阻的電容、感應系數等)按要求，并且這些參數符合環(huán)境溫度及大工作溫度的要求。
5.2 鉑電阻置入深度
5.2.1 設計置入深度
鉑電阻生產(chǎn)廠(chǎng)商提供的信息應包括在4.2.2和4.3.2中所述電阻試驗中涉及到的設計置入深度。
5.2.2 小可用置入深度
鉑電阻生產(chǎn)廠(chǎng)商應提供小可用的置入深度。參見(jiàn)4.3.5。
5.3 熱響應時(shí)間
鉑電阻生產(chǎn)廠(chǎng)商應提供鉑電阻熱響應時(shí)間，單位為秒以及介質(zhì)。參見(jiàn)4.3.3。
5.4 自熱影響
鉑電阻生產(chǎn)廠(chǎng)商應提供鉑電阻自熱影響，單位為℃/mW。參見(jiàn)4.3.4。
5.5 內部接線(xiàn)的電阻值
其它配置的內部接線(xiàn)的電阻值按要求。