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[摘 要]自动气象站用的温度传感器很多，包括铂电阻式和半导体式等，为了对这些传感器进行校准，本文将介绍常用设备WLR-D型制冷恒温槽的结构特点和操作说明，并介绍一种方法对常用的Pt100铂电阻温度传感器进行校准测试。
[关键词]制冷恒温槽；数字测温仪；Pt100铂电阻温度传感器；校准测试；
中图分类号：O551.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）33-0101-01
引言
随着科学技术的进步和观测条件的改善，如今的自动气象站大多使用电子式的传感器，其中属于温度观测部分的就包括气温、地温、草温等。而且为了建立可靠的密集型的观测预警网络，全区建立的自动气象站越来越多，为了保证观测质量和测量数据的准确性，并且按照国家气象局的有关规定必须对这些使用中的传感器进行校准。本文将通过对常用的铂电阻温度传感器进行校准测试的方法，使大家了解制冷恒温槽的使用。
1 检定/校准测试系统设备组成
1.1 温度计量
计量标准的工作原理是由恒温槽产生一个稳定均匀的温度场，将标准器和被检计量器具置于同一个温度场中，通过比较标准器和被检仪器的示值，确定被检仪器是否符合规定要求。
1.2 温度标准器
选用河北省高碑店市兴华电子仪器厂生产的RCY-2A型铂电阻数字测温仪作为温度标准器。仪器前面板有四只按键开关，分别是测量、本机校零、本机上限、+200℃。使用时，将本机校零键按下，打开电源预热15min，仪器显示数值应与检定证书提供的数据相符，如不符可使用螺丝刀调准W1使其符合。将本机上限键按下，仪器显示数值应与证书提供的数据相符，如不符可调准W2使其符合。经过凋零后，即可使用，按下测量按键，屏幕显示温度探头的温度数值。
1.3 辅助设备
制冷恒温槽 ，用于形成均匀和恒定的温度场。温度传感器数据采集器，用于读取温度传感器的数值并在电脑上显示。。度场器去Aodianz
2 WLR-D型制冷恒温槽
2.1 制冷恒温槽的机构和特点
WLR-D型恒温槽技术性能符合气象用检定温度表的技术标准中要求的设备技术性能要求。恒温槽通过对槽体内的液体介质（通常是无水酒精或者纯净水）的加热或者制冷使之达到设定温度。温度控制系统根据设定的温度点和感温铂电阻测到的槽体内的温度来控制制冷压缩机或者加热器工作，液体介质在槽体内通过电机以顺时针方向旋转循环和上下翻滚循环两种循环方式结合在一起，在工作区内创造了温度稳定及均匀的液体空间，用于温度表和温度传感器的检定。恒温槽的工作区采用双体槽、双循环结构，分为两个工作区域，主工作区用于检定温度表用，辅助工作区由加热器。制冷管，搅拌器组成，两个工作区中间有一部分用不锈钢板隔开，上下部分是互通的，通过搅拌，液体介质在两个工作区之间均匀混合充分流动，有效地保证了槽体内的温度场的均匀性和稳定性，其外观和工作原理示意图如下：
2.2 操作说明和使用方法
2.2.1 关闭放液阀门，在溢出出水口接上胶管通到能存放工作液体介质的容器，然后在槽体内注入液体介质，一直到溢流为止（在关闭放液阀门状态下，介质从出水口流出既为加满）。
2.2.2 接上电源，打开面板上电源开关“ON”。打开搅拌开关。
2.2.3 设置温度点。在仪器面板上的控制仪表区通过按键设置温度点，第一行显示数值为当前槽体内液体介质的温度，第二行显示数值为设定的温度值，设置时按“←”键进行移位选定，当移动到需要位数时按“↑↓”设置所需要的温度点，设置完毕按“ENT”确认即可。
2.2.4 打开制冷Ⅰ，制冷Ⅱ开关，制冷压缩机启动，打开温控开关开始进入温度自动控制。当恒温槽设定温度≤室温时：同时开启制冷Ⅰ，制冷Ⅱ开关，此时是最大制冷量工作状态，当接近于设定温度3℃时，关闭制冷Ⅱ，槽温将缓慢接近设定温度点并达到恒温状态。当恒温槽设定温度≥室温+15℃时：制冷系统不需要工作，制冷开关应处于关闭状态。当室温≤恒温槽设定温度≤室温+15℃时：开启制冷Ⅰ，关闭制冷Ⅱ开关。
2.2.5 关闭制冷开关，关闭搅拌开关，并将温度设定值改为0℃。关闭总电源。打开放液阀门，放空工作介质。
2.3 注意事项
一般情况下，温控表的PID参数用户无需改动。在槽体内未加满工作介质的情况下，不允许开机，而且在工作过程中应始终保持液面高度，不得使电加热器暴露在空气中，以免烧坏。压缩机停止工作后，不得立即开机，应等待十分钟以上方可重新启动，以免损坏压缩机。
2.4 双温式恒温槽
为了提高工作效率，目前厂家生产的恒温槽有多槽体机器，多见于双槽体恒温槽，两个槽体彼此分开，各自单独使用一台压缩机和加热器，可以同时使用，互不干扰，因为两个槽体可以设置不同的温度点，在进行完高温点检定后马上可以换到低温槽体内检定，工作效率得到很大提高。但是需要注意的是机器功率也因此加大，各自槽体的电源线缆需要单独接入，以免因为同时接入一个插座使得电流过大。机器周围应无阻拦，满足散热的需要。
3 铂电阻温度传感器
气象用的温度测量仪器主要是铂电阻Pt100，其0℃的电阻值为100歐姆。气象用铂电阻表层有镀鉻的金属保护层，尾端是标准四线制接线，一般按照四根接线的颜色或者接线端子的颜色分为两组，同一组的两根线按照相邻的顺序接入温度采集器的四个端口（两组接线无先后顺序）。
4 检测方法
4.1 检测环境
开启恒温槽，使一个槽体内液体温度达到30℃，另一个槽体内液体温度为0℃（当需要进行校准时，按照校准规程要求的温度点进行设置）。将要检测的温度传感器接入地温变送箱，通过数据采集器显示在电脑上的自动气象站监控界面，可以同时接入十根传感器，分别显示在草温、0—320CM地温上，注意要把各个部件之间的接地线都统一相接，温度传感器对接地信号特别敏感，容易造成数据出错。同时，采集器的其他传感器要素接头都应该拔掉，以免相互之间造成干扰。
4.2 检测步骤
4.2.1 将凋零后的数字测温仪作为标准温度示值，在室温条件下将标准器探头和各根传感器探头放置于一起，在放入恒温槽内之前，在电脑界面上检查各根传感器的测量数值是否与标准器数值接近，如果无显示或者显示数值为-24.6℃，则检查接线是否正确、线头是否断开。如果显示数值与标准器显示差距过大，检查是否线缆损坏或者是否探头金属保护套根部折损，对于线缆受损严重的传感器应丢弃。
4.2.2 当恒温槽进入恒温阶段后，将标准器的温度探头置于槽体配置的夹子中间，夹子周围则插入温度传感器。等待稳定时间10min，从电脑界面上查看传感器是否都已近接近标准器数值，由于有一些传感器的感温元件需要较长的时间感温，在标准器数值恒温的状态下，传感器数值有向其接近的趋势下，可以相对应的延长稳定时间，当各个数值在相邻时间内的变化量接近于0时，即为稳定状态，可以读数并记录下数据。超出合格范围的传感器则拔除进行返厂修理，合格的传感器则进入下一个温度点的校准测试，将夹子整个换到另一个槽体内，等待稳定后即可重复以上步骤。
5 结束语
随着自动气象站点的增多，根据国家气象局的相关文件要求，必须对这些使用中的传感器进行校准测试，以保证采集到的数据的准确性。所以此文在此介绍了双温式制冷恒温槽的使用，和温度计量校准的原理，并举例介绍了铂电阻温度传感器的校准测试方法，期望能对从事相关工作的人员起到一定的帮助。
参考文献
[1] 张建敏，罗旭，吕文华.气象计量测试指南.北京：中国质检出版社，2011：11.
[2] 周淑贞，张如一，张超.气象学与气候学.北京：高等教育出版社，1997：59-65.
[3] Vaisala HUMICAP Humidity and Temperature Probes HMP45A/D.Finland：Vaisala，2006：1-6.
作者简介
张喜鸿 出身年月：1985-8 籍贯：北海市合浦县 学历学位：大学本科工学学位。
职称：助理工程师 主要研究方向：气象计量技术 广西区气象技术装备中心计量所 530022。
[关键词]制冷恒温槽；数字测温仪；Pt100铂电阻温度传感器；校准测试；
中图分类号：O551.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）33-0101-01
引言
随着科学技术的进步和观测条件的改善，如今的自动气象站大多使用电子式的传感器，其中属于温度观测部分的就包括气温、地温、草温等。而且为了建立可靠的密集型的观测预警网络，全区建立的自动气象站越来越多，为了保证观测质量和测量数据的准确性，并且按照国家气象局的有关规定必须对这些使用中的传感器进行校准。本文将通过对常用的铂电阻温度传感器进行校准测试的方法，使大家了解制冷恒温槽的使用。
1 检定/校准测试系统设备组成
1.1 温度计量
计量标准的工作原理是由恒温槽产生一个稳定均匀的温度场，将标准器和被检计量器具置于同一个温度场中，通过比较标准器和被检仪器的示值，确定被检仪器是否符合规定要求。
1.2 温度标准器
选用河北省高碑店市兴华电子仪器厂生产的RCY-2A型铂电阻数字测温仪作为温度标准器。仪器前面板有四只按键开关，分别是测量、本机校零、本机上限、+200℃。使用时，将本机校零键按下，打开电源预热15min，仪器显示数值应与检定证书提供的数据相符，如不符可使用螺丝刀调准W1使其符合。将本机上限键按下，仪器显示数值应与证书提供的数据相符，如不符可调准W2使其符合。经过凋零后，即可使用，按下测量按键，屏幕显示温度探头的温度数值。
1.3 辅助设备
制冷恒温槽 ，用于形成均匀和恒定的温度场。温度传感器数据采集器，用于读取温度传感器的数值并在电脑上显示。。度场器去Aodianz
2 WLR-D型制冷恒温槽
2.1 制冷恒温槽的机构和特点
WLR-D型恒温槽技术性能符合气象用检定温度表的技术标准中要求的设备技术性能要求。恒温槽通过对槽体内的液体介质（通常是无水酒精或者纯净水）的加热或者制冷使之达到设定温度。温度控制系统根据设定的温度点和感温铂电阻测到的槽体内的温度来控制制冷压缩机或者加热器工作，液体介质在槽体内通过电机以顺时针方向旋转循环和上下翻滚循环两种循环方式结合在一起，在工作区内创造了温度稳定及均匀的液体空间，用于温度表和温度传感器的检定。恒温槽的工作区采用双体槽、双循环结构，分为两个工作区域，主工作区用于检定温度表用，辅助工作区由加热器。制冷管，搅拌器组成，两个工作区中间有一部分用不锈钢板隔开，上下部分是互通的，通过搅拌，液体介质在两个工作区之间均匀混合充分流动，有效地保证了槽体内的温度场的均匀性和稳定性，其外观和工作原理示意图如下：
2.2 操作说明和使用方法
2.2.1 关闭放液阀门，在溢出出水口接上胶管通到能存放工作液体介质的容器，然后在槽体内注入液体介质，一直到溢流为止（在关闭放液阀门状态下，介质从出水口流出既为加满）。
2.2.2 接上电源，打开面板上电源开关“ON”。打开搅拌开关。
2.2.3 设置温度点。在仪器面板上的控制仪表区通过按键设置温度点，第一行显示数值为当前槽体内液体介质的温度，第二行显示数值为设定的温度值，设置时按“←”键进行移位选定，当移动到需要位数时按“↑↓”设置所需要的温度点，设置完毕按“ENT”确认即可。
2.2.4 打开制冷Ⅰ，制冷Ⅱ开关，制冷压缩机启动，打开温控开关开始进入温度自动控制。当恒温槽设定温度≤室温时：同时开启制冷Ⅰ，制冷Ⅱ开关，此时是最大制冷量工作状态，当接近于设定温度3℃时，关闭制冷Ⅱ，槽温将缓慢接近设定温度点并达到恒温状态。当恒温槽设定温度≥室温+15℃时：制冷系统不需要工作，制冷开关应处于关闭状态。当室温≤恒温槽设定温度≤室温+15℃时：开启制冷Ⅰ，关闭制冷Ⅱ开关。
2.2.5 关闭制冷开关，关闭搅拌开关，并将温度设定值改为0℃。关闭总电源。打开放液阀门，放空工作介质。
2.3 注意事项
一般情况下，温控表的PID参数用户无需改动。在槽体内未加满工作介质的情况下，不允许开机，而且在工作过程中应始终保持液面高度，不得使电加热器暴露在空气中，以免烧坏。压缩机停止工作后，不得立即开机，应等待十分钟以上方可重新启动，以免损坏压缩机。
2.4 双温式恒温槽
为了提高工作效率，目前厂家生产的恒温槽有多槽体机器，多见于双槽体恒温槽，两个槽体彼此分开，各自单独使用一台压缩机和加热器，可以同时使用，互不干扰，因为两个槽体可以设置不同的温度点，在进行完高温点检定后马上可以换到低温槽体内检定，工作效率得到很大提高。但是需要注意的是机器功率也因此加大，各自槽体的电源线缆需要单独接入，以免因为同时接入一个插座使得电流过大。机器周围应无阻拦，满足散热的需要。
3 铂电阻温度传感器
气象用的温度测量仪器主要是铂电阻Pt100，其0℃的电阻值为100歐姆。气象用铂电阻表层有镀鉻的金属保护层，尾端是标准四线制接线，一般按照四根接线的颜色或者接线端子的颜色分为两组，同一组的两根线按照相邻的顺序接入温度采集器的四个端口（两组接线无先后顺序）。
4 检测方法
4.1 检测环境
开启恒温槽，使一个槽体内液体温度达到30℃，另一个槽体内液体温度为0℃（当需要进行校准时，按照校准规程要求的温度点进行设置）。将要检测的温度传感器接入地温变送箱，通过数据采集器显示在电脑上的自动气象站监控界面，可以同时接入十根传感器，分别显示在草温、0—320CM地温上，注意要把各个部件之间的接地线都统一相接，温度传感器对接地信号特别敏感，容易造成数据出错。同时，采集器的其他传感器要素接头都应该拔掉，以免相互之间造成干扰。
4.2 检测步骤
4.2.1 将凋零后的数字测温仪作为标准温度示值，在室温条件下将标准器探头和各根传感器探头放置于一起，在放入恒温槽内之前，在电脑界面上检查各根传感器的测量数值是否与标准器数值接近，如果无显示或者显示数值为-24.6℃，则检查接线是否正确、线头是否断开。如果显示数值与标准器显示差距过大，检查是否线缆损坏或者是否探头金属保护套根部折损，对于线缆受损严重的传感器应丢弃。
4.2.2 当恒温槽进入恒温阶段后，将标准器的温度探头置于槽体配置的夹子中间，夹子周围则插入温度传感器。等待稳定时间10min，从电脑界面上查看传感器是否都已近接近标准器数值，由于有一些传感器的感温元件需要较长的时间感温，在标准器数值恒温的状态下，传感器数值有向其接近的趋势下，可以相对应的延长稳定时间，当各个数值在相邻时间内的变化量接近于0时，即为稳定状态，可以读数并记录下数据。超出合格范围的传感器则拔除进行返厂修理，合格的传感器则进入下一个温度点的校准测试，将夹子整个换到另一个槽体内，等待稳定后即可重复以上步骤。
5 结束语
随着自动气象站点的增多，根据国家气象局的相关文件要求，必须对这些使用中的传感器进行校准测试，以保证采集到的数据的准确性。所以此文在此介绍了双温式制冷恒温槽的使用，和温度计量校准的原理，并举例介绍了铂电阻温度传感器的校准测试方法，期望能对从事相关工作的人员起到一定的帮助。
参考文献
[1] 张建敏，罗旭，吕文华.气象计量测试指南.北京：中国质检出版社，2011：11.
[2] 周淑贞，张如一，张超.气象学与气候学.北京：高等教育出版社，1997：59-65.
[3] Vaisala HUMICAP Humidity and Temperature Probes HMP45A/D.Finland：Vaisala，2006：1-6.
作者简介
张喜鸿 出身年月：1985-8 籍贯：北海市合浦县 学历学位：大学本科工学学位。
职称：助理工程师 主要研究方向：气象计量技术 广西区气象技术装备中心计量所 530022。