標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)價(jià)格昂貴，制造工藝復(fù)雜，不耐震動(dòng)， 石英玻璃外保護(hù)管(針對(duì)于石英管標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì))易破碎，使用不當(dāng)會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)漂移或損壞，因此，標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的正確使用及維護(hù)非常重要。本文從標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)產(chǎn)生漂移的原因、標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)保管與使用及標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的不正?，F(xiàn)象及應(yīng)對(duì)措施等方面來(lái)探討如何正確使用和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)，并對(duì)水三相點(diǎn)瓶在其維護(hù)中的應(yīng)用作了必要的闡述。
1、標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)產(chǎn)生漂移的原因
我們知道使用一段時(shí)間后標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)會(huì)產(chǎn)生漂移， 如果及時(shí)發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的漂移量超過(guò)了限制，通過(guò)退火的方法，大部分標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)夠恢復(fù)正常性能。標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)產(chǎn)生漂移的主要原因有氧化、污染、機(jī)械沖擊。
①氧化
標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的鉑絲會(huì)發(fā)生氧化，鉑絲的部分橫截面積被氧化薄膜所取代，其電阻會(huì)增大。標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在較低溫度范圍內(nèi)的漂移主要是由鉑氧化物引起的。由氧化造成漂移可以通過(guò)給標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)退火來(lái)消除。
②污染
如果標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)被污染了，其Rtp值會(huì)增加，其余各固定點(diǎn)的電阻比w會(huì)下降。Rtp和w通常不能完全通過(guò)退火處理恢復(fù)。標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)大多數(shù)是用石英護(hù)管封裝的，由于石英護(hù)管易碎，出現(xiàn)了金屬套管標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)，由于漏熱和穩(wěn)定性原因，故金屬套管標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)只用來(lái)做二等標(biāo)準(zhǔn)。石英管標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的漂移是一個(gè)逐漸的過(guò)程，金屬套管標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)則在非常短時(shí)間內(nèi)漂移非常明顯。
③機(jī)械沖擊
沖擊、震動(dòng)或任何其它形式的加速度都可能引起管腔彎曲并圍繞其支架變形，產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)改變標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的溫度-電阻特性。鉑電阻上的應(yīng)力會(huì)增大電阻值， 如果機(jī)械沖擊不是太明顯，機(jī)械沖擊造成的Rtp和w漂移可以通過(guò)退火來(lái)消除。但是，如果鉑絲被物理?yè)p壞，則不能通過(guò)退火恢復(fù)。
2、標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)保管與使用
①使用時(shí)要輕拿輕放，避免碰撞；移動(dòng)時(shí)應(yīng)將感溫元件朝下，以必免脫絲；使用后要用無(wú)水乙醇清潔外護(hù)管；不使用時(shí)要妥善保存；運(yùn)輸時(shí)應(yīng)妥善包裝，防止振動(dòng)與撞擊；使用期間要經(jīng)常檢查感溫元件有無(wú)異常，鉑絲有無(wú)下垂。
②不得超過(guò)上限使用，并應(yīng)盡量避免長(zhǎng)時(shí)間放置于高溫環(huán)境下，當(dāng)使用高于500℃時(shí)應(yīng)盡量避免將直接從高溫環(huán)境中取出，應(yīng)使其隨爐溫冷卻后再取出。
③為了減少自熱效應(yīng)對(duì)測(cè)溫的影響，要避免大電流沖擊。
④在恒溫槽中使用時(shí)，最好在槽中固定一個(gè)玻璃通管，將標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)插在通管中，插入深度應(yīng)在200mm以上，在恒溫槽中尤其是在油槽中使用后一定要擦干凈，以免對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)造成污染和縮短標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)壽命。
⑤在使用中，多種原因可能使其產(chǎn)生應(yīng)力，要經(jīng)常測(cè)量水三相點(diǎn)的電阻值Rtp，并用新測(cè)得值作為該標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的Rtp，若發(fā)現(xiàn)所測(cè)Rtp與證書中的數(shù)值相差較大，應(yīng)提前送檢。
⑥金屬套管標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)不易斷裂， 但其元件仍然是需要防震以及防止彎曲。
3、標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的不正?，F(xiàn)象及應(yīng)對(duì)措施
當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)測(cè)量值與證書提供的數(shù)據(jù)之差超過(guò)JJG160-2007檢定規(guī)程的要求時(shí)，首先檢查測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量是否正常，測(cè)量水三相點(diǎn)值，并與證書的數(shù)據(jù)比較；然后在標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)上限溫度退火(2~4)小時(shí)，再測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的水三相點(diǎn)值Rtp。比較Rtp在退火前后的變化，如果還沒(méi)有穩(wěn)定，再退火，如此循環(huán)，直至Rtp穩(wěn)定。如果Rtp一直沒(méi)有穩(wěn)定的跡象，請(qǐng)參考以下措施：
①測(cè)量時(shí)出現(xiàn)不明原因的嚴(yán)重不正?，F(xiàn)象，比如亂跳、無(wú)讀數(shù)等，應(yīng)重新檢查標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的接線是否正確與牢固；如果接線正確，但問(wèn)題仍然存在，則將標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的所有引線從測(cè)量裝置上斷開(kāi)，用萬(wàn)用表測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)各引線之間的電阻。
標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)開(kāi)路，用萬(wàn)用表檢查標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)各外引線之間的電阻，確定哪一根引線開(kāi)路；檢查開(kāi)路引線的接線片焊點(diǎn)處是否斷開(kāi)， 必要時(shí)剪掉接線片，以區(qū)分引線開(kāi)路的原因是標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)內(nèi)部還是外部；如果是標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)外部引線開(kāi)路，只需剪掉開(kāi)路的那部分引線或重新焊接，標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)就會(huì)正常工作；如果是標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)內(nèi)部引線或標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)元件開(kāi)路，則無(wú)法再使用。
標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)短路，標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)任何一對(duì)引線之間測(cè)得的電阻只有引線電阻(2Ω左右)，很可能是標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)手柄內(nèi)部或感溫元件引出線短路，需要修理或更新；標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在室溫下的電阻介于引線電阻與正常電阻之間，很可能是標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)感溫元件的電阻線圈之間短路，標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)無(wú)法再使用。
②標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在水三相點(diǎn)測(cè)量時(shí)讀數(shù)不穩(wěn)定，應(yīng)重新檢查標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的接線是否正確與牢固；檢查電測(cè)裝置的測(cè)量是否正常(可以測(cè)量一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻，看測(cè)量值是否穩(wěn)定)；如果正常，則利用這臺(tái)電測(cè)裝置測(cè)量另一支標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)，看測(cè)量值是否穩(wěn)定；如果確定只是這支標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的測(cè)量讀數(shù)不穩(wěn)定，可能是標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)外護(hù)管有洞或裂開(kāi)。
③標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)只是在低溫下的測(cè)量讀數(shù)不穩(wěn)定，而在室溫或高溫下均正常。檢查被測(cè)量的低溫物體或介質(zhì)的溫度是否穩(wěn)定；如果被測(cè)物體的溫度穩(wěn)定，則該標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)可能因?yàn)槊芊鈫?wèn)題，使水汽進(jìn)入了標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)。這種情況下標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)需要修理或更新。
④標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)只是在高溫下的測(cè)量讀數(shù)不穩(wěn)定，而在室溫或低溫下均正常。有可能是高溫下被測(cè)量物體有漏電現(xiàn)象，建議將被測(cè)量的物體接地，觀察是否有所改善。
⑤標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)水三相點(diǎn)值升高，有可能的原因是機(jī)械碰撞或標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)元件氧化。應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的上限溫度退火4小時(shí)， 如果發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的水三相點(diǎn)值有恢復(fù)跡象，則繼續(xù)退火直至穩(wěn)定；如果發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的水三相點(diǎn)值繼續(xù)升高而沒(méi)有穩(wěn)定的跡象，則該標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)需要修理或更新。
⑥金屬套管標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)測(cè)量不穩(wěn)定，除了上面提到的原因之外，應(yīng)檢查一下標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)外護(hù)管與標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)引線之間的絕緣電阻；如果絕緣電阻非常低，通常原因是標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)金屬套管泄漏。這種情況下需要修理或更新。
4、水三相點(diǎn)瓶在維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)中的應(yīng)用
水三相點(diǎn)是水的固相、液相和氣相三態(tài)平衡共存的狀態(tài)， 該狀態(tài)下溫度的變化量可長(zhǎng)期保存在0.1mK以內(nèi)， 穩(wěn)定性好， 不受外界大氣壓變化和空氣中雜質(zhì)的影響。水三相點(diǎn)瓶是復(fù)現(xiàn)水三相點(diǎn)的容器。
用水三相點(diǎn)瓶隨時(shí)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)在水三相點(diǎn)的電阻值，根據(jù)變化規(guī)律及時(shí)退火，不僅可以使測(cè)量更為準(zhǔn)確可靠， 還可以延長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的使用壽命。
為了避免當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)已經(jīng)超出允許極限時(shí)仍被使用，為保證由標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)傳遞的溫度的準(zhǔn)確可靠，在標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)檢定間隔期間，應(yīng)定期使用水三相點(diǎn)瓶檢查標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)Rtp，并繪制控制圖表， 根據(jù)實(shí)際情況作相應(yīng)處理。
對(duì)于不具備水三相點(diǎn)瓶的使用單位， 可以用冰點(diǎn)(冰水混合物)代替水三相點(diǎn)。應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)被上級(jí)單位檢定后做一次測(cè)量， 記下冰點(diǎn)電阻值，以后每次測(cè)量都與該值比較。必須注意的是：冰水混合物必須用蒸餾水制成；冰點(diǎn)瓶?jī)?nèi)徑不小于200mm、內(nèi)深不小于400mm；制成冰水混合物后，用玻璃棒從上蓋中間孔插到冰點(diǎn)瓶底部，立即取出，再?gòu)脑摽仔⌒牟迦氡粶y(cè)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)，插入深度300mm左右。
5、結(jié)束語(yǔ)
標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好、制造工藝比較復(fù)雜，不耐震動(dòng)，石英玻璃外保護(hù)管易破碎，使用不當(dāng)會(huì)使標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)漂移或損壞，希望本文的探討對(duì)廣大標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的使用者能有所幫助。
作者：崔馨元(河南省計(jì)量科學(xué)研究院)
