铂电阻测量技术中的微计算机应用

铂电阻温度计是1968年国际实用温标(IPTS-68)的标准插补仪器。但IPTS-68规定的电阻-温度公式十分复杂,在低温计算及精密自动测量上带来了问题。本文从软件角度出发叙述应用微型计算机技术解决上述问题的要点并举出实现实例。     

基准铂电阻温度计在氧沸点的比对

一、前言 1968年国际实用温标(IPTS-68)是以一些可复现的平衡态温度的给定值及在这些温度上分度的标准仪器作为基础的.固定点温度间的插补是根据给出的公式建立了标准仪器示值和国际实用温标间的关系. 68年国际实用温标氧沸点(90.188K)在整个温标中是比较重要的,它是中、低温范围一个承上启下的温度点.无论90K以上或90K以下,氧点的分度都起着关键的作用,氧点是开展低温计量工作的基础.     

用几幅珍贵照片纪念王竹溪先生诞辰100周年

1对计量学和基本常数研究工作的关注 20世纪70年代,王竹溪先生是中国计量科学研究院（以下简称计量院）的特聘顾问,也是计量院热工处的顾问,这是因为王竹溪先生是热力学和温度方面的专家.在改革开放初期,计量院正在建立各方面的基标准,其中之一就是温度的国际68温标（IPTS-68）．IPTS-68定义的固定点为：液氧（90．2—54．4K）、液氩（87．4—83．8K）、液氮（77．3—63．1K）、液氖（27．1—24．6K）、平衡氢（20．3—13．8K）等．IPTS-68温标技术鉴定会由王竹溪先生任主任委员,阎守胜先生任副主任委员．这个温标一直使用到1990年,由国际90温标（IPTS-90）代替．     

“1968年国际实用温标”简介

中国科学院曾于1972年发出通知,决定我国从1973年1月1日起在全国正式采用新的温度计量标准,即“1968年国际实用温标”(IPTS-1968).这里,我们对“1968年国际实用温标”作一简单介绍. 大家知道,温度表示物体的冷热程度.温标则是温度的数值表示方法. 在工农业生产和科学实验中,测量温度的问题是一个十分重要的问题.随着工农业生产和科学技术的发展,温度测量的范围愈来愈大,使用温度计的种类也愈来愈多.现在工农业生产和科学实验中经常使用的温度计就有玻璃管液体温度计、热电偶和光学高温计等;有些场合还使用电阻温度计、半导体温度计;测量低…     

我国决定采用《1968年国际实用温标》

中国科学院决定,自1973年1月1日起,我国正式采用《1968年国际实用温标》.国际实用温标是统一国际间温度量值的标准,自从1927年第七届国际权度大会决定采用《国际温标》以来,随着科学技术的不断发展,国际温标修改过多次.我国多年来采用的温度标准一直是《1948年国际实用温标(1960年修正版)》.1968年10月,国际权度委员会根据第十三届国际权度大会的决议,决定以《1968年国际实用温标》来代替旧的国际实用温标.新温标从1969年1月1日起在国际上生效.新温标将温标的低温下限由氧沸点(90.188K)延伸到平衡氢的三相点(13.slK),以适应近年来低温…     

热辐射基尔霍夫定律的一种教学方案

本文希望在论述基尔霍夫定律时有比较严密的形式. 设想用一根不导热的线将一个球形物体悬挂于真空腔中(图1),使腔壁保持恒定温度T,球体与腔壁只能通过辐射和吸收交换能量.该系统最终将达到热平衡,于是球体温度与腔壁温度相同.考虑球体表面上某面元,它受到的来自腔壁的光谱照度为e(λ,T),球体材料的吸收本领为a(λ,T),于是它对所有波长的总吸收通量密度为 再考虑到球体的光谱辐射度为r(λ,T),于是它对于所有波长的辐射度为于是得热平衡方程不失一般性,作等波长间隔划分,式(1)变为这是关于变元e(λn,T)的一个N元线性方程. 将上述球体A1依次…     

国际温标中水的冰点与三相点

本刊1962年第3期“度量衡中几个基本量的新规定”一文中有个注解3),即“三态点是描述物质三态(固态、液态、汽态)共处的平衡点,在一定压强下水的三态点就是0℃。”这个注解是错误的。因为1960年第十一次国际度量衡会议中,规定水的三相点(即三态度)为+0.01℃。这主要是没有弄清楚冰点(0℃)的定义以及冰点同三相点的关系,而把国际温标中规定水的三相点的温度为273.16°K当作了0℃。     

基尔霍夫定律对半透明反射平行板热辐射的应用

基尔霍夫(Kirchhoff)热辐射定律是光学和传热学的重要定律之一,内容为:热平衡条件下,任何物体的辐射度rλ,t与其吸收本领aλ,t的商是波长和温度的普适函数 f(λ,t),与物体的性质无关.表为其中rλ,t表示辐射体单位表面积在温度t,向2π立体角发出的波长为λ至λ dλ的辐射通量密度;aλ,t表示辐射体在温度t时吸收属于波长λ的单位波长间隔的辐射通量与射到该物体表面该波长间隔的辐射通量之比. 能够在任何温度下吸收所有波长的辐射即吸收本领αBλt=1的物体称为黑体,黑体的辐射度,Z.;一j(A,t).为了研究绝大多数非黑体的热辐射特性,常以黑体辐…     

国际实用温标

国际实用温标是直接复現热力学温标的一种国际协定性的温标,它起着使温度值在国际范围內准确一致的作用。在我国,复現国际实用温标,建立各級基准、标准器的工作主要由国家科委計量局承担。本文的目的只是比較概要地对实用温标历年来的变动內容以及1960年新修訂的基本內容作一介紹,至于細节問題,因限于篇幅,建議讀者进一步查閱本文所列出的各有关文献。     

温标

温度是热学中最重要的概念之一.温度的概念是建立在热平衡的概念之上的.根据热力学第零定律,一切互为热平衡的系统具有共同的温度.因此,任一个与待测系统达到热平衡的系统都可做为温度计.温度的数值表示法叫做温标. 在历史上,温标的建立可分为三个阶段:即经验温标、理论温标、实用温标、现将温标的建立过程,做一简单的介绍. 一　经验温标 温度计总是一个具体的系统.测温时使用的温度计不同温标的特点也不同.温标的特点决定于:测量物质的测温属性、定标点和分度法,叫做温标的三要素.测温属性随温度的变化关系是人为规定的.步骤是先取定标点,…     

低温铂电阻温度计的分度

根据1968年国际实用温标分度13.81—273.15 K范围的铂电阻温度计需要复现七个固定点,复现这些固定点要作出很大的努力,不但费用大而且也花时间。然而对于大量现行使用的铂电阻温度计,人们不要求很高的准确度,所以不必付出那样大的代价去复现七个固定点。鉴于上述考虑,我们决定用一支IPTS-68基准铂电阻温度计在四个分度点(即13.81 K、20.28 K、90.188 K和0℃)对现行使用的温度计进行分度,基于Z函数内插,分度精度从13.81—20.28 K优于18 mK,从20.28—90.188 K优于22 mK、从90.188—273.15 K优于15 mK。     

光源宽度对光栅分辨本领的影响

光栅的分辨本领定义为其中λ是所考虑波长,δλ是λ附近刚能分辨的两谱线的波长差。一般光学教材都给出了理想点光源或线光源(宽度为零)情况下光栅的理想分辨本领的公式 R=mN(2)其中m是干涉主最大级次,N是光栅刻痕总数。但实用中光源总有一定的宽度,这时光栅的实际分辨本领R'要比R有所下降。探讨R'与R的关系是—个有实际意义的课题。文献[1]中对此给出了公式其中W是所用缝光源宽度,f是准直透镜 L0的焦距(参见图1),D是光栅G的资用长度(设L0的透光孔径能复盖住整个光栅,否则只需把D换成L0透光孔径即可),θ为衍射角。此式当W→0时会导致…     

一种高精度光纤测温系统工作波长的优化设计

基于基尔霍夫定律 ,利用钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的双波长、高精度光纤测温系统。依照测温系统中单个探测器的温度分辨力、R(T)～T曲线的线性度、R(T)～T曲线的温度灵敏度及其相对温度灵敏度与各主要技术参量之间的关系 ,对采用钽酸锂热释电探测器作光电转换器件实现的实用化实时测温系统的工作波长进行了优化设计。实验表明 ,在测温范围 4 0 0～ 130 0℃内 ,当系统工作在λ1=2 .1μm、λ2 =2 .3μm时 ,其温度灵敏度高于 1.0× 10 -4℃ -1,相对温度灵敏度不低于 0 9,测温精度不低于 0 15 %。均符合设计要求     

维恩位移定律叙述中的一个常见错误

本文旨在指出普物教材中,有关维恩位移定律叙述中的一个常见错误,维恩位移定律是指:在一定温度下黑体辐射的峰值波长λ_m 和黑体热力学温度 T 的乘积是一个常数,即     

e-H_2、e-D_2和Ne密封三相点瓶试验研究

本文介绍e-H_2、e-D_2和Ne密封三相点瓶的制作。使用方法和试验结果:e-H_2三相点Ttp(按IPTS-68)=13.81K。准确度±0.3mK,最好复现性±0.1mK;e-D_2Ttp(NPL-IPTS-68)=18.672_9K,准确度±0.5mK,最好复现性±0.3mK;NeTtp(NPL-IPTS-68)=24.561,K,准确度±0.2mK,最好复现性±0.1mK。e-D_2和Ne两点是IPTS-68次级固定点,给出的温度值受IPTS-68非唯一性限制1—2mK。     

精密鉑电阻温度計的測温計算

鉑电阻温度計是目前各种测温仪器中精度最高,复現性最好的一种。它是“国际温标条例”中所規定的在-183°到 660℃的温度間隔內复現国际温标的基准器。除此以外,从 660℃以上到 1200℃,以及从-183℃以下到-263℃(10°K),它还能表現出良好的溫度計特性,尤其是近年来鉑的提純工作已达到     

在BEPC上建造γ束线站的分析

考虑电子的反冲并利用康普顿散射,研究了激光同步辐射光源(LSS)辐射的光子波长、光子能量。结果表明,对于不同的γ,LSS辐射的光子波长和能量有不同的近似公式。当γ<<λ1/4λe时,LSS辐射的光子波长λ2≈λ1/4γ2,能量(εc2≈4γ2εc1;当γ>>λ1/4λe时,LSS辐射的光子波长λ2≈λe/γ,能量cε2≈m0γc2;结果表明,LSS辐射的条件是种子激光的波长λ1大于电子的物质波波长λm;LSS辐射的极值波长是λ2m ax=h/m0γv,极值能量是cε2m ax=βeε;本文后半部分提出了利用北京正负电子对撞机的强流高亮度电子束与激光的康普顿背散射产生单色γ射线的建议。     

荧光光纤光栅传感特性的实验研究

在载氢掺铒光纤上写入Bragg光纤光栅，得到新型光子学器件-荧光光纤光栅.分别对其Bragg波长（λB）及荧光寿命（τ）的温度（T）及应变（ε）响应特性进行了实验研究，并且给出了λB和τ分别关于（T，ε）的拟合方程.实验结果表明：荧光光纤光栅的λB对T和ε的响应具备一般Bragg光纤光栅的优良特性，测得温度灵敏度为11.1pm /℃，应变灵敏度为1.19pm/με；而且τ对T和ε的响应也具有良好的线性关系，温度灵敏度为0.59 μs/℃，应变灵敏度为6.16 ns/με.实验结论为解决温度应力交叉敏感、实现温度应力的同时监测提供一条新颖的途径.     

用微机实现铂电阻在线测温线性化

在1968国际实用温标中,铂电阻温度计是用于13.81K到903.89K这一温度范围内的标准仪器。在实际温度测量中,铂电阻温度计常用作高精度和高稳定度的温度测量。由于铂电阻温度计的电阻随温度的变化是非线性的,在测温范围较大时,将会由于电阻随温度变化的非线性造成测温误差,传统的     

一种被动式单波长实时测温系统的优化设计

基于Kirchhoff定律,利用一面反射镜,设计了一种可同时测量发射率及温度的单波长实时测温系统.从系统的测温灵敏度、相对测温灵敏度、探测器的温度分辨力及系统的测温标准差与波长的关系出发,并结合大气对红外辐射的透射特性,优化了系统的工作波长; 从系统的抗反射辐射能力与波长带宽的关系出发,并结合探测器的最小可探测光功率要求,优化了系统的波长带宽.实验结果表明,当λ=0.80 μm、Δλ=20 nm时,在测温范围600~2 500℃内,系统的测温不确定度优于0.3%.