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恒温式量热仪校准精密温度计的可行性研究

李超 曾麟 陈岳飞 罗建明

李超,曾麟,陈岳飞,等. 恒温式量热仪校准精密温度计的可行性研究[J]. 计量科学与技术,2022, 66(7): 38-44 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0521
引用本文: 李超,曾麟,陈岳飞,等. 恒温式量热仪校准精密温度计的可行性研究[J]. 计量科学与技术,2022, 66(7): 38-44 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0521
LI Chao, ZENG Lin, CHEN Yuefei, LUO Jianming. Feasibility Study for Calibration of Precision Thermometers With Thermostatic Calorimeters[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(7): 38-44. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0521
Citation: LI Chao, ZENG Lin, CHEN Yuefei, LUO Jianming. Feasibility Study for Calibration of Precision Thermometers With Thermostatic Calorimeters[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(7): 38-44. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0521

恒温式量热仪校准精密温度计的可行性研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0521
基金项目: 国家重点研发计划(2018YFF01014005);湖南省市场监督管理局科技计划 (2021KJJH57)。
详细信息
    作者简介:

    李超(1967-),郴州市计量测试检定所高级工程师,研究方向:产业计量与计量检测,邮箱:545802130@qq.com

    通讯作者:

    罗建明(1965-),湖南省计量检测研究院教授级高级工程师,研究方向:煤质分析仪器、热工仪器研制,邮箱:619578085@qq.com

Feasibility Study for Calibration of Precision Thermometers With Thermostatic Calorimeters

  • 摘要: 随着测温精度高达1 mK甚至0.1 mK的精密温度计在实验设备和航空航天装备上的大量应用,对精密温度计量值溯源中使用的恒温槽的控温精度提出了更高要求,需要研究一种控温精度小于万分之一的恒温槽来满足其量值溯源需求。利用恒温式量热仪控温模式搭建检测精密温度计恒温槽的模型,通过理论分析和实验验证,该恒温槽模型可满足测温精度为1 mK甚至0.1 mK的精密温度计的校准要求。
  • 图  1  变温槽结构图

    Figure  1.  Structure diagram of variable temperature tank

    图  2  变温槽内桶温度曲线

    Figure  2.  The temperature curve of the barrel in the variable temperature tank

    图  3  样品测试温度曲线

    Figure  3.  Temperature curve of sample test

    图  4  数字温度计实测结果

    Figure  4.  Measured results of digital thermometer

    图  5  真值的数据拟合直线

    Figure  5.  Data fitting line of truth value

    图  6  恒温式量热仪结构示意图

    Figure  6.  Schematic diagram of termostatic calorimeter

    图  7  温度变化图

    Figure  7.  The chart of temperature change

    图  8  真值的拟合直线

    Figure  8.  Fittedstraight line for truth values

    表  1  恒温槽常用介质使用温度范围

    Table  1.   Operating temperature range of common medium in thermostatic bath

    介质名称温度范围
    (室温+5℃)~95℃
    酒精(75%, V/V)−30℃~20℃
    酒精(>95%, V/V)−80℃~20℃
    防冻液−40℃~110℃
    食用油90℃~200℃
    变压器油(室温+5℃)~150℃
    基础油、汽缸油150℃~300℃
    甲基硅油10 cs−40℃~20℃
    甲基硅油100 cs30℃~200℃
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    表  2  待测数字温度计采集的温度统计表

    Table  2.   The temperature statistics collected by the digital thermometer to be tested

    时间(s)采集温度(℃)时间(s)采集温度(℃)
    131.369592131.37135
    231.369792231.37145
    331.369952331.37154
    431.369972431.37167
    531.370012531.37177
    631.370142631.37177
    731.370172731.37193
    831.370382831.372
    931.370372931.37208
    1031.370483031.3722
    1131.370573131.37222
    1231.370683231.37237
    1331.370793331.3724
    1431.370863431.37252
    1531.370933531.37253
    1631.371013631.37261
    1731.371113731.37275
    1831.371173831.37282
    1931.371283931.3729
    2031.371354031.373
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    表  3  待测数字温度计精度分析

    Table  3.   Accuracy analysis of digital thermometer to be tested

    序号实测(℃)真值(℃)误差(℃)序号实测(℃)真值(℃)误差(℃)
    131.3695931.369800030.000210032131.3713531.371408030.00005803
    231.3697931.369880430.000090432231.3714531.371488430.00003843
    331.3699531.369960830.000010832331.3715431.371568830.00002883
    431.3699731.370041230.000071232431.3716731.37164923−0.00002077
    531.3700131.370121630.000111632531.3717731.37172963−0.00004037
    631.3701431.370202030.000062032631.3717731.371810030.00004003
    731.3701731.370282430.000112432731.3719331.37189043−0.00003957
    831.3703831.37036283−0.000017172831.3720031.37197083−0.00002917
    931.3703731.370443230.000073232931.3720831.37205123−0.00002877
    1031.3704831.370523630.000043633031.3722031.37213163−0.00006837
    1131.3705731.370604030.000034033131.3722231.37221203−0.00000797
    1231.3706831.370684430.000004433231.3723731.37229243−0.00007757
    1331.3707931.37076483−0.000025173331.3724031.37237283−0.00002717
    1431.3708631.37084523−0.000014773431.3725231.37245323−0.00006677
    1531.3709331.37092563−0.000004373531.3725331.372533630.00000363
    1631.3710131.37100603−0.000003973631.3726131.372614030.00000403
    1731.3711131.37108643−0.000023573731.3727531.37269443−0.00005557
    1831.3711731.37116683−0.000003173831.3728231.37277483−0.00004517
    1931.3712831.37124723−0.000032773931.3729031.37285523−0.00004477
    2031.3713531.37132763−0.000022374031.3730031.37293563−0.00006437
    s 0.00005920
    μ 31.3713
    查表t0.01(39) 2.708
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-06-08
  • 录用日期:  2022-04-07
  • 网络出版日期:  2022-07-14
  • 刊出日期:  2022-08-04

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