1、范圍
《工業(yè)鉑熱電阻技術(shù)條件及分度表》規(guī)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(shù)。本標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)對(duì)符合此標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)試驗(yàn)設(shè)備的測(cè)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(nèi)引線(xiàn)和保護(hù)管構(gòu)成的一種溫度檢測(cè)器，通常還具有與外部測(cè)量控制裝置、機(jī)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(jié)構(gòu)。
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(biāo)準(zhǔn)的鉑熱電阻的電阻-溫度關(guān)系如下：
(1)對(duì)于-200~0℃的溫度范圍：Rt=R0[1+At+Bt2+C (t-100℃) t3]
(2)對(duì)于0~850℃的溫度范圍：Rt=R0(1+At+Bt2)
(3)對(duì)于常用的工業(yè)鉑熱電阻，在以上兩式中的常數(shù)值分別為：A=3.90802×10-3℃-1；B=-5.802×10-7 ℃-2；C=-4.27350×10-12 ℃-4
對(duì)于滿(mǎn)足以上關(guān)系式中鉑熱電阻的溫度系數(shù)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(jù)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(biāo)準(zhǔn)采用1968年國(guó)際實(shí)用溫標(biāo) (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(duì)于大多數(shù)鉑熱電阻，0℃對(duì)應(yīng)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(dǎo)線(xiàn)形成的10Ω電阻值更加可靠。
3.3 鉑電阻允差
本標(biāo)準(zhǔn)中鉑熱電阻的允差分為A，B兩個(gè)等級(jí)，見(jiàn)下表：
允差等級(jí)
允差(℃)
A
0.15+0.002∣t∣*
B
0.3 +0.005∣t∣*
3.3.1 對(duì)于公稱(chēng)電阻值為100Ω的鉑熱電阻可根據(jù)表1進(jìn)行分級(jí)。允差見(jiàn)表2。但A級(jí)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(yīng)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(yīng)使用多種內(nèi)部引線(xiàn)來(lái)進(jìn)行配置。有關(guān)引線(xiàn)的識(shí)別及命名參見(jiàn)圖3。
3.6 鉑熱電阻的標(biāo)識(shí)對(duì)于每個(gè)鉑熱電阻都應(yīng)標(biāo)有允差等級(jí)、接線(xiàn)配置及溫度范圍。
4、鉑電阻試驗(yàn)方法
4.1 總則
為了檢驗(yàn)鉑熱電阻產(chǎn)品是否符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)要求，需進(jìn)行如下兩種檢驗(yàn)：
(1)出廠(chǎng)檢驗(yàn)：每支鉑熱電阻在出廠(chǎng)前都必須通過(guò)出廠(chǎng)檢驗(yàn)。
(2)型式檢驗(yàn)：各種結(jié)構(gòu)和溫度范圍的鉑熱電阻產(chǎn)品均應(yīng)定期抽樣進(jìn)行型式檢驗(yàn)。
4.2 鉑電阻出廠(chǎng)檢驗(yàn)
4.2.1 絕緣電阻試驗(yàn)
進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)時(shí)，感溫元件應(yīng)按出廠(chǎng)裝配方式安裝在護(hù)管內(nèi)，并應(yīng)記錄試驗(yàn)電流正、反向時(shí)鉑熱電阻各輸出端及護(hù)管之間的電阻值。試驗(yàn)電壓應(yīng)為直流10V到100V，環(huán)境溫度應(yīng)在15℃到35℃之間，相對(duì)濕度不超過(guò)80%。在所有被測(cè)的穩(wěn)定數(shù)據(jù)中，絕緣電阻應(yīng)不小于100MΩ。
4.2.2 允差
鉑熱電阻的允差值應(yīng)在3.3中所規(guī)定的范圍之內(nèi)。激勵(lì)功率造成的自熱溫升不得超過(guò)在該試驗(yàn)溫度鉑熱電阻允差值的1/5。
對(duì)于A級(jí)鉑熱電阻的檢驗(yàn)應(yīng)在超過(guò)規(guī)定范圍之外的兩個(gè)或兩個(gè)以上溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，并將鉑熱電阻插入到在測(cè)試介質(zhì)中，其深度不小于所規(guī)定的置入深度(見(jiàn)5.2)。
對(duì)于B級(jí)鉑熱電阻的檢驗(yàn)一個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，通常為冰點(diǎn)。
4.3 鉑電阻型式檢驗(yàn)
4.3.1 絕緣電阻試驗(yàn)
與4.2.1中所規(guī)定的方法大體相同。不同的是其試驗(yàn)電壓在額定最高溫度時(shí)應(yīng)不超過(guò)10VDC。各輸出端及護(hù)管之間的電阻值應(yīng)不小于表3中所列數(shù)值。
最高溫度對(duì)應(yīng)的最小絕緣電阻值（表3）
額定最高溫度(℃)
最小絕緣電阻(MΩ)
100-300
301-500
501-850
10
2
0.5
鉑熱電阻的檢驗(yàn)應(yīng)在超過(guò)規(guī)定范圍之外的兩個(gè)或兩個(gè)以上溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，并將鉑熱電阻插入到在測(cè)試介質(zhì)中，其深度不小于所規(guī)定的置入深度(見(jiàn)5.2)。激勵(lì)功率造成的自熱溫升不得超過(guò)在該試驗(yàn)溫度鉑熱電阻允差值的1/5。測(cè)試應(yīng)在超過(guò)規(guī)定的幾個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，以確保電阻值在規(guī)定的極限范圍內(nèi)。
4.3.3 熱響應(yīng)時(shí)間
在溫度出現(xiàn)階躍變化時(shí)鉑熱電阻的電阻值變化至相當(dāng)于該階躍變化的某個(gè)規(guī)定百分?jǐn)?shù)所需的時(shí)間，通常以τ表示。一般應(yīng)記錄變化50%的熱響應(yīng)時(shí)間τ0.5，必要時(shí)也可以另外記錄變化10%的熱響應(yīng)時(shí)間τ0.1和變化90%的熱響應(yīng)時(shí)間τ0.9。
不建議使用變化63.2%，因?yàn)榇藬?shù)值容易與一階裝置的時(shí)間常數(shù)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(yàn)要求總則
如果試驗(yàn)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(yàn)介質(zhì)到達(dá)最終溫度值的50%所需的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)鉑熱電阻的τ0.5的1/10。
如果試驗(yàn)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(dá)最終置入深度所需的時(shí)間不應(yīng)超過(guò)鉑熱電阻的τ0.5的1/10。
試驗(yàn)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(cè)量?jī)x器及其附件)的響應(yīng)時(shí)間不應(yīng)超過(guò)鉑熱電阻的τ0.5的1/5。
所記錄的熱響應(yīng)時(shí)間值應(yīng)取同一試驗(yàn)至少三次測(cè)試結(jié)果的平均值，每次測(cè)試結(jié)果對(duì)于平均值的偏離應(yīng)在±10%以?xún)?nèi)。
試驗(yàn)時(shí)，被試鉑熱電阻的置入部分應(yīng)位于試驗(yàn)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(yīng)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(yàn)條件
若使用流動(dòng)空氣進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)流道的可用橫截面內(nèi)，空氣流速應(yīng)保持3±0.3m/s。初始溫度應(yīng)在10~30℃的范圍內(nèi)，溫度階躍值應(yīng)大于10℃而小于20℃，被試鉑熱電阻的最小置入深度應(yīng)等于鉑熱電阻的敏感長(zhǎng)度與直徑的15倍之和。若鉑熱電阻的設(shè)計(jì)置入深度小于上述數(shù)值，則按設(shè)計(jì)置入深度進(jìn)行試驗(yàn)，并在試驗(yàn)報(bào)告中注明。
4.3.3.3 流動(dòng)水的試驗(yàn)條件
熱響應(yīng)時(shí)間小于1秒時(shí)，測(cè)試儀器應(yīng)被設(shè)計(jì)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(yàn)流道的可用橫截面內(nèi)，流速ν應(yīng)保持0.4±0.05 m/s。初始溫度在5℃~30℃的范圍內(nèi)。溫度階躍值應(yīng)不大于10℃。在試驗(yàn)過(guò)程中，水的溫度變化應(yīng)不大于溫度階躍值的±1%。
最小置入深度應(yīng)等于鉑熱電阻的敏感長(zhǎng)度與直徑的5倍之和。
若被試鉑熱電阻的設(shè)計(jì)置入深度小于上述數(shù)值，則按設(shè)計(jì)置入深度進(jìn)行試驗(yàn)，并在試驗(yàn)報(bào)告中說(shuō)明。
4.3.4 自熱影響
試驗(yàn)應(yīng)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(shè)計(jì)置入深度，其激勵(lì)電流應(yīng)保證耗散功率不大于0.1mW，在這樣的條件下測(cè)量被試鉑熱電阻的穩(wěn)態(tài)電阻值。
在鉑熱電阻的額定電阻值為100Ω時(shí)，后一次測(cè)量穩(wěn)態(tài)電阻值應(yīng)采用的激勵(lì)電流值為10mA。電阻值為10Ω時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流為30mA。對(duì)應(yīng)電阻值所增加的溫度應(yīng)不超過(guò)0.3℃。
注：自熱測(cè)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(duì)測(cè)試裝置的要求詳見(jiàn)附錄C。
試驗(yàn)時(shí)被試鉑熱電阻的激勵(lì)電流應(yīng)保證耗散功率不大于1.0mW。從被試鉑熱電阻的設(shè)計(jì)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。最后的置入深度即為最小可用置入深度。
4.3.6 熱電影響
對(duì)測(cè)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(shè)計(jì)置入深度與實(shí)際上可能達(dá)到的最大置入深度之間，緩慢地改變其置入深度，直至測(cè)量出鉑熱電阻各輸出端之間的電動(dòng)勢(shì)值達(dá)到最大值，且此數(shù)值應(yīng)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(yīng)大于最小可用置入深度。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(yàn)溫度。試驗(yàn)過(guò)程結(jié)束后，讓被試鉑熱電阻回復(fù)至室溫?cái)?shù)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)：A級(jí)不得超過(guò)0.15℃，B級(jí)不得超過(guò)0.30℃。并按4.2.1進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)。
注釋?zhuān)簩?duì)超出指定范圍的鉑熱電阻也應(yīng)進(jìn)行測(cè)試。
4.3.8 溫度循環(huán)影響
將被試鉑熱電阻送入已達(dá)到其上限溫度的試驗(yàn)裝置中，然后再移出到室溫下。將被試鉑熱電阻送入已達(dá)到其上下限溫度的試驗(yàn)裝置中，然后再移出到室溫下。在每個(gè)極限內(nèi)鉑熱電阻應(yīng)插入至少規(guī)定的置入深度內(nèi)并保持足夠的時(shí)間以達(dá)到平衡，各步驟應(yīng)重復(fù)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)：A級(jí)不得超過(guò)0.15℃，B級(jí)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(yàn)溫度。并按4.2.1進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)。
注釋?zhuān)簩?duì)超出指定范圍的鉑熱電阻也應(yīng)進(jìn)行測(cè)試。
4.4 鉑電阻附加型式檢驗(yàn)
對(duì)用于嚴(yán)酷環(huán)境的鉑熱電阻，應(yīng)進(jìn)行附加的型式檢驗(yàn)。具體事宜應(yīng)由廠(chǎng)商與用戶(hù)商定。實(shí)例如下：
4.4.1 自由跌落試驗(yàn)
自由跌落試驗(yàn)前，被試鉑熱電阻應(yīng)該結(jié)構(gòu)完整。
試驗(yàn)裝置為鋪放在地面上的一塊厚度為6mm的鋼板。試驗(yàn)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(yīng)重復(fù)10次。
試驗(yàn)結(jié)束，立即檢查被試鉑熱電阻有無(wú)機(jī)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(yàn)及電力連續(xù)性的維護(hù)。
4.4.2 振動(dòng)試驗(yàn)
如有可能，應(yīng)與安裝方式相同的鉑熱電阻作試驗(yàn)。
試驗(yàn)裝置應(yīng)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(xù)150h。每半個(gè)周期內(nèi)應(yīng)以縱向及橫向?qū)︺K熱電阻進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)記錄共振的頻率及特性，同時(shí)應(yīng)持續(xù)監(jiān)測(cè)電力連續(xù)性能。并按4.2.1進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)。鉑熱電阻在經(jīng)受振動(dòng)試驗(yàn)前后，其0℃電阻值的變化量換算成溫度值不應(yīng)超過(guò)0.05℃。
4.4.3 壓力試驗(yàn)
此試驗(yàn)是在沒(méi)有任何防護(hù)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(yīng)至少等于設(shè)計(jì)置入深度，其激勵(lì)電流應(yīng)保證耗散功率不大于0.1mW。被試鉑熱電阻的激勵(lì)功率保持不變，壓力試驗(yàn)管的壓力逐漸增加到3.5MPa，同時(shí)監(jiān)測(cè)被試鉑熱電阻的電阻值變化。試驗(yàn)前后，其0℃電阻值的變化量換算成溫度值不應(yīng)超過(guò)0.05℃。試驗(yàn)結(jié)束，壓力回復(fù)至常壓，立即按4.2.1進(jìn)行絕緣電阻測(cè)量。
鉑熱電阻在經(jīng)受壓力試驗(yàn)的過(guò)程中，應(yīng)不發(fā)生斷路或短路，無(wú)機(jī)械損壞。
5. 廠(chǎng)商應(yīng)提供的信息
5.1 電氣特性
交流電時(shí)，電氣特性的最大值(包括鉑熱電阻的電容、感應(yīng)系數(shù)等)按要求，并且這些參數(shù)符合環(huán)境溫度及最大工作溫度的要求。
5.2 鉑電阻置入深度
5.2.1 設(shè)計(jì)置入深度
鉑電阻生產(chǎn)廠(chǎng)商提供的信息應(yīng)包括在4.2.2和4.3.2中所述電阻試驗(yàn)中涉及到的設(shè)計(jì)置入深度。
5.2.2 最小可用置入深度
鉑電阻生產(chǎn)廠(chǎng)商應(yīng)提供最小可用的置入深度。參見(jiàn)4.3.5。
5.3 熱響應(yīng)時(shí)間
鉑電阻生產(chǎn)廠(chǎng)商應(yīng)提供鉑電阻熱響應(yīng)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(yīng)提供鉑電阻自熱影響，單位為℃/mW。參見(jiàn)4.3.4。
5.5 內(nèi)部接線(xiàn)的電阻值
其它配置的內(nèi)部接線(xiàn)的電阻值按要求。
