陈再举1 廖鹏彬2 黄柳超3
广州赛宝计量检测中心 广东 广州 511300
摘要：由精度为六位半的数字多用表与铂电阻组成测温系统，按照工业铂电阻电阻值与温度之间的函数关系，将铂电阻在测温范围内重新分度，在低温区采用对温度t求反函数和在高温区采用牛顿法对温度t求根的方法，将这两种方法在EXCEL通过编辑函数的方式进行应用，然后将测温系统测量得到的电阻值换算为温度值，可以保证测温系统在测温范围内的测量误差在±0.05℃之内。这对于提高环境试验设备温度参数的测量准确度有着很高的应用价值。
关键词：数字多用表；铂电阻；反函数；牛顿法；环境试验设备
0 引言
在对环境试验设备的校准工作中，需要采用温度测量系统对环境设备有效工作空间内温度场的温度值进行采集，不同的计量机构采用的测温系统的制造商和型号都不尽相同，功能和性能也是不一样。但是不管采用何种制造商和型号的测温系统，其测温的性能指标都必须满足环境试验设备校准规范中规定的技术指标。在环境试验设备校准规范中常用的两个校准规范：JJF 1101-2019环境试验设备温度、湿度参数校准规范和JJF 1270-2010温度、湿度、振动综合环境试验系统校准规范，这两个规范中对温度测量系统的技术指标见表1。
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数字多用表与铂电阻组成的测温系统，如果数字多用表中可以编辑存储各通道铂电阻的R0和A、B、C系数，可以很轻松的保证测温系统的准确度，但是目前市场上这种数字多用表的价格都比较昂贵。如果数字多用表不具备编辑存储各通道铂电阻的R0和A、B、C系数的功能，另外一个经济实惠的做法是，将铂电阻的R0和A、B、C系数，结合工业铂电阻电阻值与温度之间的函数，在低温区采用对温度t求反函数和在高温区采用牛顿法对温度t求根的方法，将这两种方法在EXCEL通过编辑函数的方式进行应用，然后将测温系统测量得到的电阻值换算为温度值，也能保证测温系统的测温准确度。
1 操作方法
在采用数字多用表作为巡检仪，再配上符合A级或者AA级要求的铂电阻组成测温系统，在测温范围内，按照工业铂电阻电阻值与温度之间的函数关系，将铂电阻重新分度，得到铂电阻的R0和A、B、C系数。然后利用工业铂电阻电阻值与温度之间的函数关系，在低温区采用对温度t求反函数和在高温区采用牛顿法对温度t求根的方法，将这两种方法在EXCEL通过编辑函数的方式进行应用，具体如下。
根据工业铂热电阻电阻值与温度之间的函数关系：
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2 实验数据
用一台数字多用表与9支铂电阻组成温度测量系统，按照数字多用表的逻辑通道给9支铂电阻分别编号CH101、CH102、CH103、 CH104、 CH105、 CH106 、CH107、 CH108 、CH109。在-80℃、0℃、100℃和300℃的温度下对测温系统校准，得到9支铂热电阻在对应温度下的电阻值，并且根据据工业铂热电阻电阻值与温度之间的函数关系对9支铂电阻进行分度，分别得到R0、A、B、C值，如图3和图4：
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测温系统的铂电阻经过分度后，在EXCEL表中按文中前面所述的方法，根据测温范围是0℃以上还是0℃以下，将铂电阻的R0、A、B、C值输入EXCEL对应温区的函数中，然后，根据不同的温度校准点下测得的铂电阻电阻值，即可计算出对应的温度值。并且将铂电阻放在波动性为±0.02℃和均匀性为0.02℃的恒温槽中，将铂电阻分度前和分度后的数据做一个比较，具体的数据如下：
在250℃时，根据测温系统测得的电阻值，铂电阻分度前和分度后的温度值见图5：
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3 结论
从实验的数据中可以看出，测温系统在250℃时，分度前CH102通道的数据最差，偏离了校准点0.39℃，所有通道的温度一致性为0.33℃；分度后所有通道的数据偏离校准点不超过0.02℃，所有通道的一致性为0.02℃。测温系统在-70℃时，分度前CH107通道的数据最差，偏离了校准点0.27℃，所有通道的温度一致性为0.14℃；分度后所有通道的数据偏离校准点不超过0.02℃，所有通道的一致性为0.01℃。根据数据分析，测温系统的铂电阻在分度后的温度测量准确度远远高于分度前的测温准确度，这对于准确的测量环境试验设备的温度参数是特别有意义的。而且利用工业铂电阻电阻值与温度之间的函数关系，在低温区采用对温度t求反函数和在高温区采用牛顿法对温度t求根的方法，将这两种方法在EXCEL通过编辑函数的方式进行应用，在满足技术要求的前提下，这对于降低校准机构的设备采购成本也非常有价值。
4 结束语
在当今的社会市场经济环境下，在满足技术和质量要求的前提下，降低运作成本才能获取更多的利润。在（0~850）℃温区，参照工业铂电阻电阻值与温度之间的函数，求得温度t的反函数；以及在（-200~0）℃温区，参照工业铂电阻电阻值与温度之间的函数，通过牛顿法求根的方法得到温度t的根，然后在EXCEL中进行函数功能编辑应用，不仅是一种较为精密的测温方法，而且也是一种较为经济实惠的方法。这对于精确的测量环境试验设备的温度参数和企业控制成本都是非常有价值的。
参考文献
［1］JJG229-2010 工业铂铜热电阻检定规程
［2］JJF1101-2019环境试验设备温度、湿度参数校准规范
［3］JJF 1270-2010 温度、湿度、振动综合环境试验系统校准规范
［4］张莉等.牛顿法与解析法在Ptl00铂热电阻温度计算中的特性分析. 现代电子技术.2010