上海自动化仪表三厂整理的《工业铂热电阻技术条件及分度表》是国内工业铂电阻生产厂执行的行业强制标准,Pt100铂电阻技术参数应符合本标准。
1、范围
《工业铂热电阻技术条件及分度表》规定了工业铂热电阻的技术要求,其电阻为一个已定义的温度函数。本标准适用于-200℃~+850℃整个或部分温度范围的工业铂热电阻。它主要与适合浸没的屏蔽元件有关。
本标准对符合此标准及相应试验设备的测试方法也作了描述。
2、定义
2.1 铂热电阻
由以铂作为感温材料的感温元件、内引线和保护管构成的一种温度检测器,通常还具有与外部测量控制装置、机械装置连接的部件。也可包括安装配件或接头。
注:1、在《工业铂热电阻技术条件及分度表》的下一个条款中会涉及到其它热电阻。
2、在《工业铂热电阻技术条件及分度表》此定义不包括任何分离式的外壳或其它外部结构。
2.2 铂电阻允差
铂热电阻实际的电阻-温度关系偏离分度表的允许范围。见表1。
3、铂电阻分度特性
3.1铂热电阻的电阻-温度关系
适用于本标准的铂热电阻的电阻-温度关系如下:(1)对于-200~0℃的温度范围:Rt=R0[1+At+Bt2+C (t-100℃) t3]
(2)对于0~850℃的温度范围:Rt=R0(1+At+Bt2)
(3)对于常用的工业铂热电阻,在以上两式中的常数值分别为:A=3.90802×10-3℃-1;B=-5.802×10-7 ℃-2;C=-4.27350×10-12 ℃-4对于满足以上关系式中铂热电阻的温度系数为:α=0.003850Ω·Ω-1·℃-1(α定义为:α=(R100-R0)/100×R0Ω·Ω-1·℃-1)
在上述关系式中,R100为100℃时的电阻值,R0为0℃时的电阻值。允差等级 | 允差(℃) |
A | 0.15+0.002∣t∣* 0.3 +0.005∣t∣* |
说明:*∣t=为温度的绝对值,℃。
3.3.1对于公称电阻值为100Ω的铂热电阻可根据表1进行分级。允差见表2。但A级允差不适用于大于650℃的温度范围,也不适用于二线制的铂热电阻。
3.4供电
热电阻应由直流或交流供电,频率为500Hz。3.5铂电阻引线的配置
铂热电阻应使用多种内部引线来进行配置。有关引线的识别及命名参见图3。3.6铂热电阻的标识对于每个铂热电阻都应标有允差等级、接线配置及温度范围。
4、铂电阻试验方法4.1总则
为了检验铂热电阻产品是否符合本标准规定的技术要求,需进行如下两种检验:(1)出厂检验:每支铂热电阻在出厂前都必须通过出厂检验。
(2)型式检验:各种结构和温度范围的铂热电阻产品均应定期抽样进行型式检验。
4.2铂电阻出厂检验
4.2.1绝缘电阻试验
进行绝缘电阻试验时,感温元件应按出厂装配方式安装在护管内,并应记录试验电流正、反向时铂热电阻各输出端及护管之间的电阻值。试验电压应为直流10V到100V,环境温度应在15℃到35℃之间,相对湿度不超过80%。在所有被测的稳定数据中,绝缘电阻应不小于100MΩ。4.2.2允差
铂热电阻的允差值应在3.3中所规定的范围之内。激励功率造成的自热温升不得超过在该试验温度铂热电阻允差值的1/5。4.3铂电阻型式检验
4.3.1绝缘电阻试验
与4.2.1中所规定的方法大体相同。不同的是其试验电压在额定最高温度时应不超过10VDC。各输出端及护管之间的电阻值应不小于表3中所列数值。最高温度对应的最小绝缘电阻值(表3)
额定最高温度(℃) | 最小绝缘电阻(MΩ) |
100-300 301-500 501-850 | 10 2 0.5 |
4.3.2 电阻精度
铂热电阻的检验应在超过规定范围之外的两个或两个以上温度范围内进行,并将铂热电阻插入到在测试介质中,其深度不小于所规定的置入深度(见5.2)。激励功率造成的自热温升不得超过在该试验温度铂热电阻允差值的1/5。测试应在超过规定的几个温度范围内进行,以确保电阻值在规定的极限范围内。
4.3.3 热响应时间
在温度出现阶跃变化时铂热电阻的电阻值变化至相当于该阶跃变化的某个规定百分数所需的时间,通常以τ表示。一般应记录变化50%的热响应时间τ0.5,必要时也可以另外记录变化10%的热响应时间τ0.1和变化90%的热响应时间τ0.9。
不建议使用变化63.2%,因为此数值容易与一阶装置的时间常数混淆。一般情况下,铂热电阻的阶跃变化都不是一阶的。
4.3.3.1 试验要求总则
如果试验是通过改变铂热电阻周围介质的温度而进行的,则试验介质到达最终温度值的50%所需的时间不应超过铂热电阻的τ0.5的1/10。
如果试验是通过铂热电阻投入温度不同的介质而进行的,则被试铂热电阻到达最终置入深度所需的时间不应超过铂热电阻的τ0.5的1/10。
试验装置举例见附录A。
记录仪器或仪表(详见IEC258:直接作用的记录电子测量仪器及其附件)的响应时间不应超过铂热电阻的τ0.5的1/5。
所记录的热响应时间值应取同一试验至少三次测试结果的平均值,每次测试结果对于平均值的偏离应在±10%以内。
试验时,被试铂热电阻的置入部分应位于试验流道的中部,其纵轴在垂直于介质流动方向的平面上,流道的宽度应不小于被试铂热电阻直径的10倍。
4.3.3.2流动空气的试验条件
若使用流动空气进行试验,在试验流道的可用横截面内,空气流速应保持3±0.3m/s。初始温度应在10~30℃的范围内,温度阶跃值应大于10℃而小于20℃,被试铂热电阻的最小置入深度应等于铂热电阻的敏感长度与直径的15倍之和。若铂热电阻的设计置入深度小于上述数值,则按设计置入深度进行试验,并在试验报告中注明。
4.3.3.3 流动水的试验条件
热响应时间小于1秒时,测试仪器应被设计为在铂热电阻前后方向不存在流动水的自由液面以避免加气处理。在试验流道的可用横截面内,流速ν应保持0.4±0.05 m/s。初始温度在5℃~30℃的范围内。温度阶跃值应不大于10℃。在试验过程中,水的温度变化应不大于温度阶跃值的±1%。
最小置入深度应等于铂热电阻的敏感长度与直径的5倍之和。
若被试铂热电阻的设计置入深度小于上述数值,则按设计置入深度进行试验,并在试验报告中说明。
4.3.4 自热影响
试验应在搅拌水槽中进行,水的温度保持为0℃。详见附录B。
被试铂热电阻处于设计置入深度,其激励电流应保证耗散功率不大于0.1mW,在这样的条件下测量被试铂热电阻的稳态电阻值。
在铂热电阻的额定电阻值为100Ω时,后一次测量稳态电阻值应采用的激励电流值为10mA。电阻值为10Ω时,对应的电流为30mA。对应电阻值所增加的温度应不超过0.3℃。
注:自热测试不适合小型尺寸的铂热电阻。铂热电阻用于气体中时,如需要,可要求厂商提供自热影响的说明。
4.3.5 置入误差
对测试装置的要求详见附录C。
试验时被试铂热电阻的激励电流应保证耗散功率不大于1.0mW。从被试铂热电阻的设计置入深度开始,缓慢地减小其置入深度,直至铂热电阻指示的温度值变化了0.1℃为止。最后的置入深度即为最小可用置入深度。
4.3.6 热电影响
对测试装置的要求详见附录C,或相似装置。
在被试铂热电阻的设计置入深度与实际上可能达到的最大置入深度之间,缓慢地改变其置入深度,直至测量出铂热电阻各输出端之间的电动势值达到最大值,且此数值应不大于20μV。
4.3.7 极限温度
被试铂热电阻在其上限及下限温度都经受250h,置入温度应大于最小可用置入深度。若被试铂热电阻在大气压力下其下限温度低于氮沸点,则以氮沸点作为试验温度。试验过程结束后,让被试铂热电阻回复至室温数分钟。
0℃时被试铂热电阻的电阻值变化量换算成温度值时:A级不得超过0.15℃,B级不得超过0.30℃。并按4.2.1进行绝缘电阻试验。
注释:对超出范围的铂热电阻也应进行测试。