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

Приложение А
(рекомендуемое)

Методика
построения индивидуальной зависимости сопротивление - температура для платиновых термопреобразователей 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 6651.

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 а 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 измерительных термопреобразователей.

А.4 Для платиновых ТС моделью, наиболее точно реализующей международную температурную шкалу, считают методику МТШ-90. Функция Каллендара - Ван Дюзена (функция КВД) представляет собой аппроксимирующую модель, 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 вцд:

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 ТС, Ом, при температуре t °C;

- сопротивление ТС, 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 свыше 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:

	= -2,13534729;	= 2,78157254;
	= 3,1832472;	= 1,64650916;
	= -1,80143597;	= -0,1371439;
	= 0,71727204;	= -0,00649767;
	= 0,50344027;	= -0,00234444;
	= -0,61899395;	= 0,00511868;
	= -0,05332322;	= 0,00187982;
	= 0,28021362;	= -0,00204472;
	= 0,10715224;	= -0,00046122;
	= -0,29302865;	= 0,00045724.
	= 0,04459872;
	= 0,11868632;
	= -0,05248134;

А.6.2 Относительное сопротивление платинового ТС при температуре определяют как отношение сопротивления термопреобразователя 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

.

(A.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.

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, Нд, ТТВ
-38,8344 - 29,7646	Нд, ТТВ, Ga
0,01 - 29,7646	TTB, Ga
0,01 - 156,5985	ТТВ, In
10,01 - 231,928	ТТВ, In, Sn
0,01 - 419,527	ТТВ, Sn, Zn
0,01 - 660,323	ТТВ, Sn, Zn, AI
0,01 - 961,78	TTB, Sn, Zn, AI, Ag
Примечание - В таблице применены следующие обозначения; ТТВ - тройная точка воды; Нд - тройная точка ртути; Ga - точка плавления галлия; In - точка затвердевания индия; Sn - точка затвердевания олова; Zn - точка затвердевания цинка; AI - точка затвердевания алюминия; Ag - точка затвердевания серебра; а, b, с, d - коэффициенты функции отклонения.

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