Приложение А (рекомендуемое). Методика построения индивидуальной зависимости сопротивление - температура для платиновых термометров сопротивления

ПриложениеА
(рекомендуемое)

Методика
построения индивидуальной зависимости сопротивление - температура для платиновых термометров сопротивления

А.1 Градуировку ТС и построение индивидуальной зависимости сопротивление - температура проводят как составную часть поверки для платиновых ТС, требования к точности которых отличаются от требований ГОСТ Р 8.625.

А.2 Градуировку ТС проводят сличением с эталонным ТС в термостатах или калибраторах или измерением сопротивления ТС в реперных точках.

Примечание - В приложении Г приведен пример оценивания неопределенности градуировки ТС в сухоблочном калибраторе при температуре 400°С.

А.3 Для построения индивидуальной зависимости сопротивление - температура платиновых ТС применяют две основные модели: функцию Каллендара - Ван Дюзена (КВД) и методику МТШ-90. Данные модели реализованы в большинстве современных вторичных преобразователей.

А.4 Для платиновых ТС моделью, наиболее точно реализующей международную температурную шкалу, является методика МТШ-90. Функция Каллендара - Ван Дюзена (функция КВД) является аппроксимирующей моделью, которая имеет неустранимое систематическое отклонение от МТШ-90, ограничивающее точность измерения температуры платиновым ТС. Систематическое отклонение функции КВД от МТШ-90 для различных диапазонов температур представлено на рисунке Д.1 приложения Д.

А.5 Построение функции Каллендара - Ван Дюзена

А.5.1 Функция КВД имеет следующий вид:

Для диапазона температур от минус 200°С до 0°С:

. (A.1)

Для диапазона температур от 0°С до 850°С:

, (A.2)

где - сопротивление термометра, Ом, при температуре t °C;

- сопротивление термометра, Ом, при температуре 0°С.

Для определения четырех неизвестных коэффициентов , А, В, С в формулах (А.1), (А.2) необходимы результаты градуировки ТС по крайней мере в трех точках выше 0°С и в одной точке ниже 0°С.

А.5.2 Точность интерполяционной функции зависит от неопределенности градуировки ТС в температурных точках, от числа точек и интервала температур между точками.

А.5.3 Метод построения функции КВД при минимальном числе температурных точек рекомендуется использовать только при градуировке ТС в реперных точках либо при градуировке в высокостабильном жидкостном термостате в узком диапазоне температур. Рекомендуется провести градуировку при температуре 0°С и в двух точках рабочего диапазона выше 0°С с примерно равным интервалом температур и при температуре нижнего предела ТС, если этот предел ниже 0°С. Неопределенность измеренной температуры быстро возрастает при экстраполяции интерполяционной функции. Поэтому экстраполяция допустима не более чем на 20°С за пределы градуировочного диапазона.

А.5.4 При использовании для градуировки ТС калибраторов или термостатов в диапазоне температур более 300°С рекомендуется провести градуировку не менее чем в пяти температурных точках с интервалом не более 50°С. В данном случае интерполяционную функцию рассчитывают с помощью аппроксимации по методу наименьших квадратов.

А.5.5 В диапазоне температур от 0°С до 160°С кривизна функции КВД очень мала. Для получения интерполяционной функции рекомендуется применять в этом диапазоне более экономичный метод МТШ-90 (см. А.6) с использованием одной градуировочной точки, кроме 0°С, на конце диапазона и, если это необходимо, затем аппроксимировать полученный полином функцией КВД.

А.6 Метод МТШ-90

А.6.1 Метод построения интерполяционной зависимости для платиновых ТС по МТШ-90 основан на использовании двух стандартных функций относительных сопротивлений , определенных в интервалах температур от 13,8033 до 273,16 К и от 0,01°С до 961,78°С и представляющих собой полиномы высоких степеней с известными коэффициентами [1]:

- от 13,8033 до 273, 16 К: ; (А.3)

- от 0°С до 961,78°С: ; (А.4)

коэффициенты функций имеют следующие значения:

А_0 = -2,13534729;	С = 2,78157254;
А_1 = 3,1832472;	С_1 = 1,64650916;
А_2 = -1,80143597;	С_2 = -0,1371439;
А_3 = 0,71727204;	С_3 = -0,00649767;
А_4 = 0,50344027;	С_4 = -0,00234444;
А_5 = -0,61899395;	С_5 = 0,00511868;
А_6 = -0,05332322;	С_6 = 0,00187982;
А_7 = 0,28021362;	С_7 = -0,00204472;
А_8 = 0,10715224;	С_8 = -0,00046122;
А_9 = -0,29302865;	С_9 = 0,00045724.
А_10 = 0,04459872;
А_11 = 0,11868632;
А_12 = -0,05248134;

А.6.2 Относительное сопротивление платинового ТС при температуре определяют как отношение сопротивления термометра при температуре к сопротивлению в тройной точке воды по формуле

. (А.5)

Интерполяционную зависимость относительного сопротивления ТС от температуры рассчитывают как сумму стандартной функции (А.3) или (А.4) и функции отклонения по формуле

. (А.6)

Вид функции определен для каждого температурного диапазона МТШ-90 и приведен в таблице А.1. Коэффициенты функции рассчитывают по результатам градуировки в основных реперных точках МТШ-90. Перечень реперных точек и значения их температур приведены в 6.5.1.

А.6.3 Допускается использовать для расчета коэффициентов функций отклонения относительные сопротивления, полученные сличением в термостатах с эталонным [образцовым] ТС в пределах заданного диапазона температур.

Таблица А.1 - Вид функции отклонения и градуировочные точки в различных диапазонах температур

Диапазон температур,°С	Градуировочные точки	Вид функции отклонения
-189,3442 - 0,01	Аг, Нg, ТТВ	a[W(T_90)-1]+ b[W(T_90)-1]ln W(T_90)
-38,8344 - 29,7646	Нg, ТТВ, Ga	a[W(T_90)-1]+ b[W(T_90)-1](2)
0,01 - 29,7646	ТТВ, Ga	a[W(T_90)-1]
0,01 - 156,5896	ТТВ, In	a[W(T_90)-1]
0,01 - 231,928	ТТВ, In, Sn	a[W(T_90)-1]+ b[W(T_90)-1](2)
0,01 - 419,527	ТТВ, Sn, Zn	a[W(T_90)-1]+ b[W(T_90)-1](2)
0,01 - 660,323	ТТВ, Sn, Zn, AI	a[W(T_90)-1]+ b[W(T_90)-1](2)+c[W(T_90)-1](3)
0,01 - 961,78	ТВ, Sn, Zn, AI, Ag	a[W(T_90)-1]+ b[W(T_90)-1](2)+c[W(T_90)-1](3)+d[W(T_90)-W(660,323°С)] (2)
Примечание - В таблице применены следующие обозначения: ТТВ - тройная точка воды; Нg - тройная точка ртути; Ga - точка плавления галлия; In - точка затвердевания индия; Sn - точка затвердевания олова; Zn - точка затвердевания цинка; AI - точка затвердевания алюминия; Аg - точка затвердевания серебра.