RU2401998C2 - Method of monitoring stability of reference and precision thermometres during use thereof - Google Patents
Method of monitoring stability of reference and precision thermometres during use thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2401998C2 RU2401998C2 RU2008130939/28A RU2008130939A RU2401998C2 RU 2401998 C2 RU2401998 C2 RU 2401998C2 RU 2008130939/28 A RU2008130939/28 A RU 2008130939/28A RU 2008130939 A RU2008130939 A RU 2008130939A RU 2401998 C2 RU2401998 C2 RU 2401998C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gallium
- stability
- thermometres
- thermometer
- melting curve
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Temperature (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Область примененияApplication area
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оперативного периодического контроля стабильности эталонных и прецизионных термометров в измерительных, поверочных и калибровочных лабораториях различных отраслей науки и промышленности.The invention relates to measuring equipment and can be used for operational periodic monitoring of the stability of reference and precision thermometers in measuring, calibration and calibration laboratories in various fields of science and industry.
Уровень техникиState of the art
Известен способ определения стабильности эталонных платиновых термометров сопротивления, предусматривающий измерение их сопротивления в ампуле тройной точки воды при температуре +0,01°С. Недостатком этого способа является большая трудоемкость процедуры приготовления тройной точки воды и необходимость выдержки ампулы при температуре 0°С не менее суток. Известен способ проверки стабильности промышленных термометров сопротивления при температуре плавления льда (0±0,02)°С. Недостатком этого способа является существенная трудоемкость, а также низкая точность воспроизведения и поддержания температуры 0°С в соответствующих, что не обеспечивает качество контроля стабильности эталонных и прецизионных термометров в процессе их эксплуатации.A known method for determining the stability of reference platinum resistance thermometers, providing for the measurement of their resistance in an ampoule of a triple point of water at a temperature of + 0.01 ° C. The disadvantage of this method is the great complexity of the procedure for preparing a triple point of water and the need for aging the ampoule at a temperature of 0 ° C for at least a day. A known method of checking the stability of industrial resistance thermometers at a melting point of ice (0 ± 0.02) ° C. The disadvantage of this method is the significant complexity, as well as the low accuracy of reproduction and maintaining the temperature of 0 ° C in the corresponding, which does not provide quality control stability of the reference and precision thermometers in the process of their operation.
Наиболее близким аналогом является патент RU 64364 U. Описывается малогабаритная ампула реперной температурной точки, содержащая: цилиндрический стакан с термометрическим веществом, вкладыш с каналом для термометра, помещенный коаксиально в стакан, металлический корпус, отличается тем, что содержит металлическую втулку, с регулировочными и стопорными винтами, выполненными с возможностью обеспечения уплотнения конусного соединения стакана с вкладышем, расположенного внутри металлического корпуса, причем наружный диаметр канала для термометра относительно внутреннего диаметра цилиндрического стакана находится в соотношении не более 1:2 при диаметре корпуса ампулы не более 25 мм и длине канала для термометра от 100 до 110 мм.The closest analogue is patent RU 64364 U. A small-sized ampoule of a reference temperature point is described, comprising: a cylindrical glass with a thermometric substance, an insert with a channel for a thermometer, placed coaxially in the glass, a metal case, characterized in that it contains a metal sleeve, with adjusting and locking screws made with the possibility of sealing the conical connection of the glass with the liner located inside the metal case, and the outer diameter of the channel for therm meter relative to the inner diameter of the cylindrical nozzle is at a ratio less than 1: 2, with the ampoule body diameter not exceeding 25 mm and a channel length of the thermometer 100 to 110 mm.
Заявленный способ реализуется на основе данного устройства.The claimed method is implemented based on this device.
Технический результат: обеспечивается сокращение трудоемкости, повышение точности и сходимости результатов контроля стабильности термометров.EFFECT: reduced labor intensity, improved accuracy and convergence of the results of monitoring the stability of thermometers.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Предлагается новый способ контроля стабильности термометров в процессе их эксплуатации, основанный на периодическом измерении сопротивления или температуры термометра в температурной точке плавления галлия (29,7646°С), воспроизводимой в малогабаритной ампуле галлия (по устройству патент RU 64364 U).A new method is proposed for monitoring the stability of thermometers during their operation, based on the periodic measurement of the resistance or temperature of a thermometer at the melting point of gallium (29.7646 ° C), reproduced in a small-sized gallium ampoule (according to the device, patent RU 64364 U).
Заявленный технический результат достигается за счет того, что способ контроля стабильности эталонных и прецизионных термометров в процессе их эксплуатации, заключающийся в измерении выходного сигнала термометра при постоянной температуре, отличающийся тем, что с целью сокращения трудоемкости и повышения качества (сходимости) контроля термометр погружают в малогабаритную ампулу с чистым галлием, нагревают в твердотельном термостате микропроцессорного калибратора температуры и непрерывно записывают выходной электрический сигнал термометра в виде кривой плавления, включающей горизонтальный участок протяженностью от 1 до 6 часов, который соответствует термодинамическому равновесию жидкой и твердой фаз галлия.The claimed technical result is achieved due to the fact that the method of controlling the stability of reference and precision thermometers during their operation, which consists in measuring the output signal of the thermometer at a constant temperature, characterized in that in order to reduce the complexity and improve the quality (convergence) of the control, the thermometer is immersed in a small a pure gallium ampoule is heated in a solid-state thermostat of a microprocessor temperature calibrator and the output electrical signal t is continuously recorded thermometer in the form of a melting curve, including a horizontal section with a length of 1 to 6 hours, which corresponds to the thermodynamic equilibrium of the liquid and solid phases of gallium.
На фиг.1 изображено устройство для реализации предлагаемого способа, на фиг.2, 3 - типовые кривые плавления галлия с горизонтальным участком, соответствующим термодинамическому равновесию жидкой и твердой фаз чистого галлия, полученная в процессе периодического контроля стабильности эталонных платиновых термометров сопротивления капсульного и стержневого типов соответственно.Figure 1 shows a device for implementing the proposed method, figure 2, 3 - typical melting curves of gallium with a horizontal section corresponding to the thermodynamic equilibrium of the liquid and solid phases of pure gallium obtained in the process of periodically monitoring the stability of reference platinum resistance thermometers of capsule and rod types respectively.
Устройство для реализации предлагаемого способа (фиг.1) состоит из малогабаритной ампулы 1, твердотельного термостата 3 с цилиндрическим гнездом 2, в котором автоматически поддерживается заданная температура, контролируемого термометра 4, измерительного прибора 5 для измерений выходного сигнала контролируемого термометра, персонального компьютера 7 с монитором 6.A device for implementing the proposed method (Fig. 1) consists of a small ampoule 1, a solid-state thermostat 3 with a cylindrical socket 2, in which the set temperature is automatically maintained, of a controlled thermometer 4, of a measuring device 5 for measuring the output signal of a controlled thermometer, of a personal computer 7 with a monitor 6.
Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Малогабаритную ампулу галлия 1 охлаждают в течение 30 минут до температуры 0°С в морозильной камере холодильника и помещают в колодец 2 калибратора температуры с твердотельным термостатом 3, в котором автоматически поддерживается температура на 0,3°С выше температуры плавления галлия. Затем помещают в термометровый канал ампулы с галлием контролируемый термометр 4. После 20 минутного нагрева ампулы галлия с контролируемым термометром включают запись выходного сигнала термометра с помощью микропроцессорного измерительного прибора 5 и его программного обеспечения, позволяющего визуально наблюдать на мониторе компьютера кривую плавления галлия в реальном масштабе времени. После выхода на горизонтальный участок кривой плавления запись выходного сигнала продолжают в течение 30-60 минут, после чего прекращают запись, сохраняют измерительную информацию в файле Excel. Измерительная информация, полученная в течение 30-60 минут записи на горизонтальном участке площадки плавления галлия, обрабатывается статистическими методами, для расчета среднего арифметического значения измеряемого параметра термометра и среднего квадратичного отклонения. Среднее арифметическое значение выходного сигнала термометра при температуре плавления галлия фиксируют в журнале наблюдений и с этим значением сравнивают значения, получаемые в процессе периодического контроля стабильности термометра. Предлагаемый способ позволяет сравнивать периодически получаемые значения выходного сигнала в привязке к одному и тому же временному интервалу на кривой плавления, что обеспечивает сходимость результатов контроля стабильности.The proposed method is implemented as follows. A small-sized ampoule gallium 1 is cooled for 30 minutes to a temperature of 0 ° C in the freezer of the refrigerator and placed in a well 2 of a temperature calibrator with a solid-state thermostat 3, in which the temperature is automatically maintained at 0.3 ° C above the melting point of gallium. Then the controlled thermometer 4 is placed in the thermometer channel of the gallium ampoule 4. After 20 minutes of heating the gallium ampoules with the controlled thermometer, the thermometer output signal is recorded using the microprocessor measuring device 5 and its software, which allows to visually observe the gallium melting curve in real time on a computer monitor . After reaching the horizontal section of the melting curve, the recording of the output signal is continued for 30-60 minutes, after which the recording is stopped, the measurement information is saved in an Excel file. The measurement information obtained within 30-60 minutes of recording on a horizontal section of the gallium melting site is processed by statistical methods to calculate the arithmetic mean of the measured parameter of the thermometer and the standard deviation. The arithmetic average value of the output signal of the thermometer at the melting point of gallium is recorded in the observation log and the values obtained in the process of periodically monitoring the stability of the thermometer are compared with this value. The proposed method allows you to compare periodically obtained values of the output signal in relation to the same time interval on the melting curve, which ensures the convergence of the results of stability control.
Предлагаемый способ многократно проверялся в процессе периодического контроля стабильности эталонных платиновых термометров сопротивления капсульного типа и стержневого типа с кварцевой защитной оболочкой. Получен ряд кривых плавления галлия в малогабаритной ампуле, содержащей 145 г галлия. Суммарное время охлаждения ампулы галлия, нагрева галлия до начала фазового перехода первого рода и измерения на площадке плавления, достаточное для контроля стабильности одного эталонного термометра сопротивления, составляет 90 мин.The proposed method has been repeatedly tested in the process of periodically monitoring the stability of the reference platinum resistance thermometers of capsule type and rod type with a quartz protective shell. A number of gallium melting curves were obtained in a small-sized ampoule containing 145 g of gallium. The total time for cooling the gallium ampoule, heating the gallium before the first-order phase transition and measuring at the melting site, sufficient to control the stability of one reference resistance thermometer, is 90 min.
В таблицах 1 и 2 приведены результаты статистической обработки горизонтальных площадок кривых плавления галлия в малогабаритной ампуле при воспроизведении температуры плавления галлия в твердотельном термостате портативных микропроцессорных калибраторах температуры.Tables 1 and 2 show the results of statistical processing of horizontal sites of gallium melting curves in a small ampule when reproducing the melting temperature of gallium in a solid state thermostat in portable microprocessor temperature calibrators.
В заявленном способе впервые применен оперативный метод циклического воспроизведения начального участка «плато» при контроле стабильности термометров, т.к. этот метод обеспечивает высокую сходимость результатов контроля стабильности.In the claimed method, for the first time, the operational method of cyclic reproduction of the initial “plateau” section was used to control the stability of thermometers, because this method provides high convergence of stability control results.
На Фиг.4 показаны три последовательно реализованные цикла (замораживание-нагрев) в процессе контроля одного эталонного термометра сопротивления в малогабаритной ампуле галлия в микропроцессорном калибраторе температуры, обеспечивающим воспроизведение температуры в диапазоне от минус 45 до 155°С.Figure 4 shows three successively implemented cycles (freezing-heating) during the monitoring of one reference resistance thermometer in a small gallium ampoule in a microprocessor temperature calibrator, providing temperature reproduction in the range from minus 45 to 155 ° C.
Как видно из графиков, характер «наклона» горизонтального участка кривой плавления галлия остается относительно стабильным в интервале времени 30-60 минут. Т.е. интервал в 30-60 минут будет самым коротким, который позволит выявить степень «горизонтальности» участка при проведении соответствующих измерений. Таким образом, заявленный способ просто позволяет экономить время, затрачиваемое на проведение замеров при сохранении точности измерений.As can be seen from the graphs, the nature of the "slope" of the horizontal portion of the gallium melting curve remains relatively stable in the time interval of 30-60 minutes. Those. the interval of 30-60 minutes will be the shortest, which will reveal the degree of "horizontalness" of the site during the relevant measurements. Thus, the claimed method simply allows you to save time spent on measurements while maintaining the accuracy of the measurements.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008130939/28A RU2401998C2 (en) | 2008-07-29 | 2008-07-29 | Method of monitoring stability of reference and precision thermometres during use thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008130939/28A RU2401998C2 (en) | 2008-07-29 | 2008-07-29 | Method of monitoring stability of reference and precision thermometres during use thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008130939A RU2008130939A (en) | 2010-02-10 |
RU2401998C2 true RU2401998C2 (en) | 2010-10-20 |
Family
ID=42123240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008130939/28A RU2401998C2 (en) | 2008-07-29 | 2008-07-29 | Method of monitoring stability of reference and precision thermometres during use thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2401998C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2666956C2 (en) * | 2016-12-29 | 2018-09-13 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы" (ФГУП "ВНИИМС") | AMPULE OF DEFINED TEMPERATURE POINTS OF HIGH RELIABILITY AND METHOD FOR CALIBRATION OF SMALL-SIZE AND MINIATURE PRECISION PLATINUM RESISTANCE TEMPERATURE CONVERTERS WITH METALLIC BODY OF LENGTH OF 250 mm MAXIMUM, WITH THIN FILM AND WIRE SENSITIVE ELEMENTS INTENDED FOR APPLICATION OF HIGH-PRECISION TEMPERATURE MEASUREMENTS IN SMALL OBJECTS |
-
2008
- 2008-07-29 RU RU2008130939/28A patent/RU2401998C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Статья «Минимизация размеров ампулы реперной точки галлия для применения в переносных твердотелых микропроцессорных калибраторах температуры». Васильев Е.В., Игнатов А.А., Бахарев А.Н., (www.temperatures.ru/pdf/vasiliev2.pdf, всего 3 стр.), 02.10.2007. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2666956C2 (en) * | 2016-12-29 | 2018-09-13 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы" (ФГУП "ВНИИМС") | AMPULE OF DEFINED TEMPERATURE POINTS OF HIGH RELIABILITY AND METHOD FOR CALIBRATION OF SMALL-SIZE AND MINIATURE PRECISION PLATINUM RESISTANCE TEMPERATURE CONVERTERS WITH METALLIC BODY OF LENGTH OF 250 mm MAXIMUM, WITH THIN FILM AND WIRE SENSITIVE ELEMENTS INTENDED FOR APPLICATION OF HIGH-PRECISION TEMPERATURE MEASUREMENTS IN SMALL OBJECTS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008130939A (en) | 2010-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Strouse | Standard platinum resistance thermometer calibrations from the Ar TP to the Ag FP | |
JP2021507766A (en) | Methods and systems for cooling conditions of biological samples | |
RU2401998C2 (en) | Method of monitoring stability of reference and precision thermometres during use thereof | |
RU79333U1 (en) | STABILITY CONTROL SYSTEM FOR REFERENCE AND PRECISION THERMOMETERS DURING THEIR OPERATION | |
CN103076354A (en) | Automatic test system and method for vacuum stability | |
Luisi | Characterizing the measurement uncertainty of a high-temperature heat flux differential scanning calorimeter | |
Lang et al. | An apparatus for measuring water potentials in the xylem of intact plants | |
Bongiovanni et al. | Effects of dissolved oxygen and freezing techniques on the silver freezing point | |
Cowan et al. | An Investigation of the β-γ Transition in Oxygen | |
Colarusso et al. | Measurement of calibration standards for thermometry | |
Fellmuth et al. | An International Star Intercomparison of Low‐Temperature Fixed Points Using Sealed Triple‐Point Cells | |
Skau | The Purification and Physical Properties of Organic Compounds. II. The Freezing Points of Some of the Thermometer Calibration Standards for Low Temperature of the Bureau International des Etalons Physicochimiques. | |
Hill et al. | The NRC blackbody-based radiation thermometer calibration facility | |
DK147009B (en) | EQUIPMENT FOR CALIBRATION OF INSTRUMENTS WITH A TEMPERATURE SENSOR UNIT | |
Li et al. | Development and precise determination of high reproducibility Ga-In eutectic temperature fixed point | |
Fayos Fernández et al. | Low-cost setup for the characterizacion of the dielectric properties of materials versus temperature | |
Machin et al. | Tympanic thermometer performance validation by use of a body-temperature fixed point blackbody | |
Fellmuth | New protocol for the realization of the triple points of cryogenic gases as temperature fixed points | |
Liebmann et al. | Traceability and quality control in a radiation thermometry laboratory | |
Li et al. | Fixed-points for Secondary Level Calibration | |
Petkovic et al. | ITS-90 realization in the range from–190° C to 420° C at Inmetro | |
Mangum | The succinonitrile triple-point standard: a fixed point to improve the accuracy of temperature measurements in the clinical laboratory. | |
Kemp et al. | The Triple Point, Boiling Point and 17 K Point of Equilibrium Hydrogen | |
RU2666956C2 (en) | AMPULE OF DEFINED TEMPERATURE POINTS OF HIGH RELIABILITY AND METHOD FOR CALIBRATION OF SMALL-SIZE AND MINIATURE PRECISION PLATINUM RESISTANCE TEMPERATURE CONVERTERS WITH METALLIC BODY OF LENGTH OF 250 mm MAXIMUM, WITH THIN FILM AND WIRE SENSITIVE ELEMENTS INTENDED FOR APPLICATION OF HIGH-PRECISION TEMPERATURE MEASUREMENTS IN SMALL OBJECTS | |
Cárdenas-García | Design and construction of a gallium fixed-point blackbody at CENAM |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110730 |