空气温度计量检定教学ppt课件.ppt

第四章第四章空气温度计量检定空气温度计量检定1 概述概述 计量标准计量标准 23铂电阻温度传感器的计量检定铂电阻温度传感器的计量检定456标准器内插公式计算及举例标准器内插公式计算及举例主要主要内容内容温湿传感器温湿传感器HMP45DHMP45D、HMP155HMP155简要介绍简要介绍RCY-1ARCY-1A型铂电阻数字测温仪型铂电阻数字测温仪1 概述 1.1 基础知识及概念 温度是描述物理系统热平衡的物理函数过程，是一个重要的物理量，从宏观概念谈起，它是物它是物体冷热程度的体现体冷热程度的体现，即热的物体温度高，冷的物体温度低从热力学角度解释，温度是大量物质温度是大量物质分子运动平均动能的体现分子运动平均动能的体现温度是国际单位制中7个基本物理量之一在气象探测领域，它是指离地面1.5m高度处，在百叶箱中、空气能够自由流动、而又不受太阳和地面直接辐射影响的空气温度1.2 温标的建立 为客观地测量温度，必须建立一个衡量温度的标尺，这就是“温标”建立温标目的就是规定温度的起点及其计量单位建立温标应具备三个条件：即固定点、测温仪器和内插公式温标分为：华氏温标、摄氏温标、气体温标、热力学（开尔文）温标、国际实用温标、国际温标（ITS-90）。

1.3 计量单位 摄氏温度:是以摄氏度（）为法定计量单位的温度，用（t）表示2计量标准 2.1 基准 温度定义点：基准值的复现是用规定的物质三相点、蒸发点、熔点或凝固点来实现的，在温度计量中称为温度“定义点”定义点”的温度是由各种装置产生的最常用的是水三相点瓶根据ITS-90国际温标，总共有17个定义点，最高温度点为1084.62,最低温度点为270.15其中与气象计量检定有关的定义点主要有：铟(In)凝固点：在1013.25hPa压力下的固、液平衡温度为156.5985镓(Ga)熔点：在1013.25hPa压力下的固、液平衡温度为29.7646水三相点：在此温度下，固、液、水蒸汽 的相平衡温度为0.01汞(Hg)三相点：在此温度下，固、液、水蒸 汽的相平衡温度为38.8344氩(Ar)三相点：在此温度下，固、液、水蒸 汽的相平衡温度为189.3442以上温度定义点复现装置由中国计量科学研究院保存和维护2.2 工作基准 由于定义点温度不能形成连续的量,其量值传递给国家基准铂电阻温度计,铂电阻温度计铂电阻温度计就成为温度量值传递的基准和工作基准,他们都由定义点直接传递，基准和工作基准铂电阻温度计均保存在中国计量科学研究院。

定义点以外的温度点由铂电阻进行内插分度，ITS-90国际温标提供了内插公式，基准铂电阻温度计的温度复现范围为200630.74，最大允差不超过1.3mk工作基准温度计的温度复现范围与基准相同，最大允差不超过11mk2.3 标准 1）一等标准 一等标准为一等标准铂电阻温度计，一般由定义点温度直接传递，中间不通过基准和工作基准，由基准直接给出温度定义点的值，再根据ITS-90国际温标规定的内插公式分解成连续的温度量值一等标准铂电阻温度计 2）二等标准 二等标准铂电阻温度计通常由铂电阻温度传感器和测量仪组成一般采用工业一级铂电阻作为温度传感器，测量仪计可直接采用七位半数字电压计或直接采用具有铂电阻显示功能的数字多用计数字式标准铂电阻温度数字式标准铂电阻温度计如右图所示计如右图所示2.4 温度量传体系 温度量值传递链为：基准一等标准温度仪器二等标准仪器工作级温度测量仪器（传感器）省级或区域气象计量站保存着二等温度计量标准，它由二等数字式铂电阻温度计（测量范围：-60+80；最大允差0.06）省级或区域气象计量站职责是：根据相关检定规程,定期开展工作级温度测量仪器(传感器)的量值传递和二等温度计量标准的定期送检和维护。

温度量值传递和溯源框图如下：直接比较国家站气温(50+50)国家站地温（50+80)区域站气温(50+50)工作基准铂电阻温度计（-200-+630.74）U=（0.0010.011）溯源单位：中国计量科学研究院直接比较二等标准铂电阻温度计（-60+80）U=0.06直接比较一等标准铂电阻温度计（-189.3442+100）U=0.007温度量值传递和溯源框图温度量值传递和溯源框图3.铂电阻温度传感器的计量检定铂电阻温度传感器,广泛应用于自动观测系统(自动气象站)中测量气温、地表温、浅层地温和深层地温结构和工作原理铂电阻温度传感器，是利用金属电阻值随温度变化的原理制成的测温传感器，电阻与温度的关系如式(1-6):RtR0(1tt2)（1-6）其中的为0时的电阻，为温度t时的电阻，和为电阻的一次和二次项温度系数由于铂金属的物理化学性能稳定，材料易于提纯，测温准确度高，复现性好，因此，自动气象站主要采用铂电阻传感器作为测量空气温度和地温的传感器它在0时电阻值=100.0欧姆，经过标定可得出和值转换电路的作用是将随温度变化的电阻值转换为电压信号输出测量原理如图所示：进行温度测量时，恒流源 和运放电路始终处于稳定状态，通过切换测出铂电阻 和 （标准电阻）输出的电压值分别为 和因为 ，；因此，与 和 之间的函数关系用式(1-7)表示：（1-7）将式(1-6)代入式(1-7)中，最后计算出空气温度t的值。

这里应注意，(1-6)式中的是0时铂电阻的电阻值，而(1-7)式中的是测量电路中的标准电阻的阻值，两者是不一样的此方法属于四线制测量，可消除引线电阻影响，提高了温度测量准确度主要技术指标与合格标准 气温气温测量范围：（-50+50）最大允差：0.2 检定用标准器和检定设备检定铂电阻温度传感器的标准器为标准数字式铂电阻温度计（测量范围：(-60+80)；分辨力：0.01；最大允差:(0.030.06)）4.RCY-1A4.RCY-1A型铂电阻数字测型铂电阻数字测温仪温仪 4.1概述 RCY-1A型铂电阻数字测温仪是专门为中、低温精密测试和量传递设计的一种数字测温仪器该仪器配用专门定制和筛选的铂电阻为温度传感器，相当于二等标准水银（汞铊）温度计的技术指标该仪器线路简单、稳定可靠、且成本低廉同时还具有自校调整手段，进一步提高了测温准确性其外型如图1-18所示图1-18 铂电阻数字测温仪4.2使用说明1）把检定好的测温仪按附图编号及色标接好线路2 2）仪器前面）仪器前面有三只有三只按键开关，其功能分别为（测量）按键开关，其功能分别为（测量）、（本机校零）、（本机、（本机校零）、（本机上限）上限）a）将（本机校零）键按下，开机预热15min，长期不用时，预热应30min，仪器应与检定证书上的数据相符，如不符可调整W1使其相符。

b）将（本机上限）键按下，仪器应与证书上数据相符，如不符可调整W2使其相符5.5.温湿传感器温湿传感器HMP45DHMP45D、HMP155HMP155简要介绍简要介绍1)1)被校温湿传感器被校温湿传感器HMP45DHMP45D2)2)被校温湿传感器被校温湿传感器HMP155HMP155我国现阶段装备的新型自动气象站用的湿度传感器均为HMP155型温湿度传感器，如图1所示:图1 HMP155型温湿度传感器1=过滤器 2=保护盖 3=针接头 HMP155调整按钮 如图2所示:图图2 HMP1552 HMP155调整按钮调整按钮1=保护盖 2=向下按钮 3=ADJ按钮 4=向上按钮 5=保护插头温度调整步骤温度调整步骤（1）.按 ADJ 按钮一次，红色的 LED 指示灯将亮起将探头放入温度稳定的环境中，并让温度读数稳定下来稳定之前不要触摸调整按钮2）.使用-和+按钮进行温度调整，确保示值误差在允许范围内，然后按 ADJ 按钮两次，LED 指示灯将会熄灭重置后，HMP155 将退出温度调整模式为了提高测量的准确度，对示值应进行修正，实际温度=示值+新修正值非检定点修正值按线性内插求得目前，常用“内插法”即“直线插入法”计算标准器具的修正值，“内插法”计算其修正值的原理如下图1所示。

6.6.标准内插公式计算及举例标准内插公式计算及举例以上汇报不足之处敬请大家批评指正！。