Ga-In共晶固定点复现及赋值研究

次级固定点进一步分度温度计应用于温度校准已成为减小温度量值传递不确定度的重要方法.围绕Ga-In二元合金,以高复现水平为目标,详细介绍了大尺寸固定点容器研制、固定点灌注过程,开展了固定点复现性、亚配比剩余镓温坪验证实验研究;采用了切线交点法、均值法、三次多项式拟合法3种相变温度取值方法对Ga-In固定点进行了评价和分析...     

基于微型镓固定点的精密铂电阻温度计原位校准的研究

基于固定点温标传递技术,设计可在镓熔点原位校准的精密铂电阻温度计,并对微型固定点相变温坪特性进行实验分析.实验结果表明:微型镓固定点温坪可持续最大时长为1.2h,温坪在20 min内稳定性优于2.8 mK,复现性优于2.3 mK;微型固定点温坪值与加热温度之间存在线性关系,并且随着加热温度的升高,固定点温坪值越高,通过...     

三段控温固定点炉复现铝凝固点研究

固定点炉垂直温场均匀性是影响ITS-90国际温标固定点温坪质量的重要因素。为了提高铝凝固温坪的复现水平,设计了三段控温固定点炉,利用金属外壳铝固定点容器,研究了垂直温场均匀性及其影响因素;在此基础上,采用连续热流密度法高精度复现了铝凝固点。实验结果表明:通过调整上部、中部、下部炉温的设置,可改善固定点炉温场均匀性,铝凝固温坪4h内的温度变化在1mK以内;此外,在实验条件下,高纯铝相变的过冷度约为0.14℃。     

微型双温度固定点容器研制

基准固定点传递技术应用于现场温度校准已成为提高工业温度测量水平的一种重要途径。采用多孔石墨坩埚半包围结构,内部对称填充了高纯铟(In)和锡(Sn)2种金属,研制了一种应用于现场校准的微型双温度固定点容器。实验结果表明,In点熔化温坪持续时间约为2 h,Sn点熔化温坪持续时间约为3 h,In和Sn的温坪复现的扩展不确定度分别为4.0 mK 和4.4 mK(k=2),可满足工业现场对精密铂电阻温度计的校准需求。     

Fe-C共晶点的复现与温坪特性的研究

在温度量传体系中,铜凝固点(1084.62 ℃)以上目前还没有其他纯金属固定点,而金属-碳共晶点作为新兴的固定点具备良好的复现性,可补充铜点以上的温度固定点,拓展现有的高温温度量值传递水平。尽管Fe-C共晶点非常接近铜凝固点,但其仍有较高的使用价值,可为更高温共晶点灌注及复现提供宝贵的经验。用一等标准S偶对Fe-C共晶点的温坪进行测量,其共晶点温度为1152.4 ~1152.5 ℃。     

高精度钾热管铝凝固点炉研制及性能测试

热管作为等温炉衬可提高固定点炉温场均匀性。为提高铝凝固点复现水平,研制了1套高精度钾热管铝凝固点炉。介绍了钾热管和固定点炉的研制流程,并测试了钾热管固定点炉性能。测试结果表明:采用分段升温的方式,炉子升温曲线平缓,整个升温过程中没有明显过冲现象,可有效保护铝凝固点容器的使用寿命;钾热管铝凝固点炉垂直温场均匀性为6.6mK;利用该钾热管铝凝定点炉可以实现铝凝固点温坪的复现,温坪重复性为0.02mK。     

红外高光谱大气探测仪星载固定点黑体辐射源的研制

介绍了中国计量科学研究院为风云三号05星红外高光谱大气探测仪研制的微型镓固定点星载黑体辐射源。设计了黑体辐射源空腔,其有效发射率优于0.997。针对星载固定点黑体辐射源的结构设计和性能测试展开了研究:星载固定点黑体辐射源17 ℃的温度均匀性仿真结果优于0.01℃;黑体辐射源在真空下均匀性优于0.02 ℃,稳定性优于0.002 ℃(90 min内);在通过满足航天应用的力学冲击等实验后,镓固定点的复现性优于0.03 ℃;微型固定点相变温坪复现实验加热功率与拐点值之间存在较好的线性关系。     

基于准绝热的锌固定点复现装置

ITS-90温标固定点温坪受到诸多方面的影响,温场是其中重要影响因素之一。为提升温场性能弥补漏热造成的影响,借鉴低温固定点中广泛采用的绝热原理,设计基于准绝热的锌固定点装置,温场梯度性能由传统固定点的100 mK提升至20 mK,固定点高纯金属使用量由2.0kg降至200 g。实验结果表明该装置的温坪可持续时间较长,复现性0.1 mK,既能大幅度提升温场性能,同时达到了装置小型化、可重复使用经济实用的目的,又为高纯金属中微量杂质对相变温度的影响评估降低温场因素的干扰提供研究基础。     

新一代锌固定点容器的研制

新一代锌固定点容器在中国计量科学研究院最新建立的灌注系统上完成灌注,采用了石墨温度计阱平衡重物下沉法及新的焊接工艺.该固定点容器温坪可持续时间超过16小时,前50%温坪变化了0.17 mK.用两支标准铂电阻温度计验证其复现性,6次测量结果标准偏差分别为0.18和0.16 mK.经过不确定度评定,该固定点容器扩展不确定度为0.64 mK.     

便携式锡凝固点复现技术研究

以中国计量科学研究院最新研制的小型锡凝固点装置为基础,开展不同的凝固速率及诱导技术对锡凝固点温坪复现影响的研究,致力于获得适合本装置最优的复现技术.实验结果显示:两支室温下的石英诱导棒分别诱导60s左右,固定点炉温度设置在比温坪值低0.6K,能够获得较理想的温坪曲线,温坪时长约9h,复现性为0.18mk,扩展不确定度1.40mK(k =2)     

Ga-In-Sn微型共晶点相变特性研究

以Ga-In-Sn三元合金为研究对象,研制了可用于现场及在线标定的微型Ga-In-Sn共晶点容器,开展了3种不同配比对相变温度和温坪复现影响的研究。结果表明:3种配比的共晶点温坪可持续1.2~2 h,实验的复现性优于4.5 mK,合成扩展不确定度为9.3 mK(k=2),3种配比的共晶点相变温度平均值为10.748 ℃;在相同热工况下Ga-In-Sn合金发生共晶反应的相变温度不受配比的影响;改变合金熔体的降温速率可改变微型共晶点过冷度。     

真空镓固定点黑体辐射源研制

为满足红外遥感载荷实验室辐射定标需求,实现红外遥感辐射量值溯源到ITS-90国际温标,研制了真空镓固定点黑体辐射源.黑体腔开口直径为25 mm,深度220 mm,内部喷涂高发射率涂层,通过仿真计算黑体腔的发射率优于0.9999.在真空下测试了镓固定点相变坪台的复现性为4.4 mK,坪台稳定性优于2 mK.测量了镓固定点...     

基于微型镓基共晶固定点的温度传感器在轨校准方法研究

介绍了微型镓基共晶固定点的灌注工艺和准绝热相变特性测量系统;结合空腔黑体和非近位安装的温度传感器,研究了Ga-Sn和Ga-Zn共晶固定点的相变温坪重复性和Ga固定点的相变温坪长期稳定性;通过特定的热环境下镓及2个镓基共晶固定点三者熔化过程中温度传感器测量到的相变温坪值,对嵌入空腔黑体底部的温度传感器进行校准,其校准结果与实验室常规校准方法得到的结果差异均小于2mK。实验结果表明:在热环境保持不变的条件下,随着相变时间的增加,相变温坪值就越靠近理论上相变物质的熔化温度,即固定点与温度传感器测孔之间的异位温差越小;对于Ga-Sn和Ga-Zn共晶固定点,温度传感器测量到的相变温坪值与加热功率呈线性关系,零功率下的单点校准温度分别为20.352℃和25.187℃。     

Miniature Fixed Points as Temperature Standards for <Emphasis Type="Italic">In Situ</Emphasis> Calibration of Temperature Sensors

Miniature Ga and Ga–In alloy fixed points as temperature standards are developed at National Institute of Metrology, China for the in situ calibration of temperature sensors. A quasi-adiabatic vacuum measurement system is constructed to study the phase-change plateaus of the fixed points. The system comprises a high-stability bath, a quasi-adiabatic vacuum chamber and a temperature control and measurement system. The melting plateau of the Ga fixed point is longer than 2 h at 0.008 W. The standard deviation of the melting temperature of the Ga and Ga–In alloy fixed points is better than 2 mK. The results suggest that the melting temperature of the Ga or Ga–In alloy fixed points is linearly related with the heating power.     

水三相点瓶自动冻制保存装置复现性研究

介绍了型号为CIMM-TH-0230的水三相点瓶自动冻制保存装置,对该装置进行水三相点温坪复现性研究,并考核装置的各项指标。实验结果显示:该装置冻制的水三相点的温坪在48 h内变化不大于0.2 m K,复现性小于0.04 m K,稳定性优于0.5 m K,不同瓶子之间复现的温度差值不大于0.4 m K。试验数据表明该装置非常适合水三相点瓶的自动冻制、保存与复现。     

新型镓熔点自动复现装置

介绍了中国计量科学研究院新型镓熔点自动复现装置, 该装置的固定点炉采用半导体三段冻制及加热技术实现了镓熔点复现的自动化, 通过精密控温及合理的结构设计获得优良的温度稳定性与均匀性。该装置镓熔点使用当前最新提纯技术的99.999 99%高纯镓金属及完善的灌注技术。实验结果显示, 该固定点装置温坪持续了70 h以上,前20%～80%温坪变化小于0.15 mK,复现性为0.07 mK, 该装置的扩展不确定度为0.36 mK（k=2）。     

SF6及CO2三相点替代Hg三相点内插方法可行性探究

在不改变90国际温标内插方程形式的基础上,针对83.8058 K到273.16 K温区,分析了六氟化硫(SF6)和二氧化碳(CO2)三相点替代汞(Hg)三相点后,导致的内插方程变化带来的温度偏差以及传播不确定度变化规律.研究结果表明:SF6和CO2三相点替代Hg三相点后,该方程在该温区仍具有适用性;在复现不确定度相同的...