提高用于-200℃室溫工業(yè)鉑熱電阻穩(wěn)定性方法

摘要：為了提高.200℃-室溫范圍工業(yè)鉑熱電阻的穩(wěn)定性,本文探討了八支工業(yè)鉑熱電阻,在室溫和液氮溫度之間作熱循環(huán),測量R(0℃的變化情況。
一、引言
       鉑電阻材料由于具有優(yōu)良的測溫性能,從而工業(yè)鉑熱電阻在工業(yè)科學研究中得到了廣泛的應用。但是許多使用者發(fā)現(xiàn)該材料在.200C-室溫范圍內,在使用初期電阻值不穩(wěn)定。針對此現(xiàn)象我們做了研究,闡述了這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和解決的方法。
二、工業(yè)鉑熱電阻
       工業(yè)鉑熱電阻為適應工業(yè)及科學研究中千差萬別的需要,種類繁多。我們用來做循環(huán)試驗的八支工業(yè)鉑熱電阻的分度號為:P100,其結構見圖1。

       將純度W(100℃為1.385,直徑約為0.07mm的鉑絲雙繞在直徑為3mm的玻璃骨架上，外面再套上一個直徑為5mm的玻璃外殼,用直徑為0.5mm的鉑絲做引線
三、不穩(wěn)定性的成因和消除方法.
       從這種工業(yè)鉑熱電阻溫度計的制造過程,可以知道,鉑絲由于不處于自由狀態(tài),所受的應力必然很大,而工業(yè)鉑熱電阻溫度計的表皮和骨架均是玻璃.的，致使不能充分退火,因此材料的應力很難消除。應力的存在必然使材料的電阻增大,而且隨著時間的推移和使用過程中溫度的變化，材料會逐漸老化,而使電阻值降低,并逐漸趨于穩(wěn)定。因此工業(yè)鉑熱電阻溫度計在使用初期會出現(xiàn)電阻值的不穩(wěn)定。
       眾所周和，消除應力最好的方法是退火,鑒于這種工業(yè)鉑熱電阻的特殊構造,致使其不可能充分退火,而自然老化過程又很慢。我們采用了從室溫到液氮多次熱循環(huán)的方法,使材料內部的應力盡快消除。即經(jīng)反復鍛煉消除應力,使其電阻值逐步穩(wěn)定。所以我們對八支工業(yè)鉑熱電阻溫度計進行了室溫一液氮的循環(huán)試驗。
       在做循環(huán)試驗前,先測量工業(yè)鉑熱電阻的R(0℃)值,為了消除引線電阻的影響，我們采用了線制測量,測量所用儀器為3458A數(shù)字繁用表,測量時通過熱電阻的工作電流為1mA。循環(huán)試驗的程序是:將鉑熱電阻緩慢的放入液氮中浸泡一小時以上，然后從液氮中緩慢取出,使其恢復到室溫后,再測量它的R(0℃值。以后再按此程序反復做10次,八支鉑熱電阻都做同樣的循環(huán)和測量,實驗結果列于表1中。

       從表中我們可以看出,在循環(huán)試驗過程中測量熱電阻的R(0℃值,發(fā)現(xiàn)其值逐漸趨于穩(wěn)定。循環(huán)4次后R(0℃值基本穩(wěn)定。
四、結論
       根據(jù)上述的實驗數(shù)據(jù)中可以看出,經(jīng)過循環(huán)試驗八支鉑熱電阻的R(0℃值都在逐漸減小并趨于穩(wěn)定,并且在循環(huán)4次以后基本處于穩(wěn)定。同時也可以看出,用這種方法對低溫鉑熱電阻做循環(huán)實驗是可以消除應力的,是提高鉑熱電阻穩(wěn)定性的一種可行的方法。當然這只是一個初步的探討,今后我們將會繼續(xù)做這方面的工作。