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Development of Multi-Point Thermostatic Standard Device for Portable Acidity Meter Calibration
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摘要: 酸度计检定中，要求在恒温环境中对标准溶液测量的示值误差和温度补偿引起的示值误差进行检定，为了避免传统恒温槽因反复升温、降温导致检定效率低，实现快速现场检定，本项目基于小容积多单元独立恒温控制原理，采用半导体制冷技术和PTC加热技术与PID数字调节技术研制了一种多点恒温标准装置，具有重量轻、可同时提供多个恒温标准的特点。经验证，装置温度均匀性不超过±0.1 ℃，温度波动度不大于0.2 ℃，满足酸度计现场检定或校准的需求。Abstract: In the verification of the acidity meter, it is required to verify the indication error of standard solution measurement and that caused by temperature compensation in a constant temperature environment. To avoid the low verification efficiency caused by the repeated heating and cooling of the traditional thermostatic cell, and to realize the rapid on-site verification, this project has developed a multi-point thermostat standard device based on the principle of independent thermostat control of small volume and multi-unit, using semiconductor chilling technology and PTC heating technology with PID digital adjustment technology, which is light in weight and can provide multiple thermostat standards simultaneously. The temperature uniformity of the device is less than ±0.1 ℃ and the temperature fluctuation is not more than 0.2 ℃, which can meet the needs of acidity meter field test or calibration.
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图 4 半导体制冷片/PTC加热片安装结构示意图
Figure 4. Installation schematic diagram of semiconductor chilling plate/PTC heating plate
表 1 制冷片性能参数
Table 1. Performance parameters of chilling plate
参数名称 典型参数 热面温度Th（℃） 25 50 最大温差（℃） 69 78 最大加载电压（V） 15.25 15.25 最大通过电流（A） 7.75 8.27 最大制冷功率（W） 66 78 交流电阻（Ω） 1.7 1.92 
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表 2 自整定参数确定表
Table 2. Self-tuning parameter determination table
调节规律 调节器参数 δ Ti Td P δs PI 1.2δs 0.5 Ts PID 0.8δs 0.3 Ts 0.1 Ts
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表 3 温度均匀性试验数据表（SV=5 ℃）
Table 3. Temperature uniformity test data table（SV=5 ℃）
℃ 读数 设定温度(SV) 实测温度TV 测试点A 测试点B 测试点C ① 5 5.007 5.129 4.952 ② 5 5.008 5.130 4.953 ③ 5 5.005 5.133 4.950 ④ 5 5.006 5.129 4.952 ⑤ 5 5.007 5.130 4.952 平均值 / 5.007 5.130 4.952 均匀度 / 0.089
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表 4 温度均匀性试验数据表（SV=60 ℃）
Table 4. Temperature uniformity test data table（SV=60 ℃）
℃ 读数 设定温度(SV) 实测温度TV 测试点A 测试点B 测试点C ① 60 60.083 60.109 60.052 ② 60 60.081 60.107 60.065 ③ 60 60.085 60.110 60.059 ④ 60 60.086 60.108 60.052 ⑤ 60 60.084 60.107 60.029 平均值 / 60.084 60.108 60.051 均匀度 / 0.029
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表 5 温度波动试验数据表
Table 5. Table of temperature fluctuation test data
℃ 设定值SV MVmax MVmin 波动度 试验1组 5.00 5.048 4.989 0.059 试验2组 60.00 60.036 59.991 0.045
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