如何选择温度验证传感器(2)

三、铂电阻
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优点

1.1 精度高
PT100薄膜铂电阻的最高精度可达±0.1℃,远优于热电偶，如下表：

 

1.2 稳定性好

铂金属是对各种物质的作用最稳定的金属之一，它的抗氧化性能要远胜于T型热电偶中的铜和镍金属。从大量的验证数据样本可以看出，就稳定性而言，采用铂电阻传感器的验证仪，即便频繁使用并间隔15～30天做一次前校准或后校验，其精度变化极小。若验证仪带有保存多组不同温度段前校准补偿数据的功能，则可为验证人员节约大量校准的时间。

1.3 无需冷端补偿

铂电阻是通过阻值随温度变化的原理实现测温的，冷端温度的波动对测量数据不会产生任何影响。因此，采用铂电阻测温的仪器，彻底规避了冷端补偿这一不确定因素。

1.4 无需现场校准

在温度验证中，“现场校准”的意义对热电偶是不可或缺的，原因在于：由于空间磁场环境和物理因素的改变，以及热电偶的弯折、受压和表面氧化，在“均质导体定律”的约束下，电压信号会随之变化。在A环境做的前校准补偿，若移到B环境使用，原有的补偿基础可能漂移。仅就稳定性而言，铂电阻对“现场校准”的依赖度，就不那么重要。

1.5 出色的机械强度

在机械强度方面，传统的绕线式铂电阻与热电偶没有可比性，有些观点认为铂电阻不耐用，其所指的便是传统的绕线式铂电阻。但是，得益于新材料和新技术的突破，体积小巧且坚固耐用的薄膜铂电阻则具有非常出色的抗冲击性能。

典型的薄膜铂电阻抗冲击等级通常能达到100g加速度（波动8.5mS后）以上。用于湿热灭菌验证的铂电阻传感器还会增加一道防水保护层，通常为软硬适中的特氟龙材料，液态状的特氟龙将截面小至约1.5mm×0.8mm的薄膜铂电阻包裹并固化后，便有了更加出色的防水性能及抗冲击能力。

四、选型推荐

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性能对比

从以上性能对比可以看出，绕线电阻无论机械强度还是在空气介质中的响应性能，都不适合应用于温度验证工作。因此，热电偶和薄膜铂电阻便成了仅存的选项。

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湿热验证应用

铂电阻具有高精度、高稳定性和抗干扰性强等特点，非常适合湿热灭菌设备的验证。另一方面，灭菌设备自身的温控探头都相继使用上铂电阻PT100，若温度验证系统以普通的数据采集器加上精度和稳定性都较低的T型热偶进行组合，将很难做到精度高于灭菌设备的铂电阻PT100，这对温度验证的工作质量会带来很大风险和困扰。

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干热验证应用

对于干热灭菌器或隧道烘箱等干热设备，是以空气为热传导介质，这类设备在验证中对温度波动容差较大，并且要求热响应迅速，因此，热电偶的特性是比较适合做干热验证的。当然由于需要在高温下反复活动使用，而且要有合理的头部封装才能保证在空气中的快速热响应，因此，需要选择专门为温度验证设计的热电偶传感器才能完成工作。

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选型总结

建议选择能同时兼容热电偶与铂电阻两种传感器的温度验证系统，并且是能够提供从温度采集模块到温度传感器全解决方案的专业制造厂商。

参考资料：

1、 Kaye官网：https://www.kayeinstruments.com/cn

2、 上海仪表（集团）公司官网：http://www.sh-ybjt.cn

3、 《FLUKE 2638A 用户手册》（2013） 1-22页

4、 《Agilent 34970A Manual》 14页

5、 《Kaye Validator 用户手册》 M4350E Rev.c

6、 《IEC 60584-1-2013》-热电偶 第1部分-EMF规范和公差:

7、 国际温标热电偶数据库：《NIST ITS-90 Thermocouple Database》

8、 铜-铜镍（康铜）热电偶丝国家标准：《GB/T 2903-2015》

9、 标准化热电偶温度电动势关系表的标准规格：《ASTM E230/E230M-17》

10、 日本工业规格-热电偶 《JIS C 1602-1995Thermocouples》

11、 德国标准化学会-热电偶.第2部分:公差 《DIN EN 60584-2-1994》

12、 德国标准化学会-工业铂电阻温度计和铂温度传感器 《DIN EN 60751 2009-05》

13、 《药品GMP指南》2010版

14、 《JB∕T20093-2015抗生素玻璃瓶表冷式隧道灭菌干燥机》

15、 《高精度铂电阻温度测量新方法》 1004-2474（2010）05-0889-05，沈峘，李舜酩，周华鹏，李芳培，李忠

16、 《高精度温度测量系统的测温补偿算法研究》 1000-9787(2010)11-0036-04,程建华，罗立成，王鑫哲

17、 《基于Pt100铂热电阻的温度变送器设计与实现》 1004－373X(2010)08-0197-03

18、 《基于T型热电偶的国防计量标准不确定度的评定》 北京航天试验技术研究所，北京100074董雪，张溪，兰玉岐

19、 《基于铂电阻传感器的高精度温度检测系统设计》1004-1699(2010)03-0311-04,张瑜，张升伟

20、 《面向Pt100铂电阻的高精度多路测温系统》 1001-4551(2013)01-0065-04,徐莉振，鲍敏

21、 《热电偶动态响应测试系统》 1000-9787(2014)06-0082-04,刘宗瑞，咸婉婷，刘志远

22、 《温度验证系统在制药设备验证中的运用》 中国医学科学院生物学研究所（650118）赵兴平，沈继武，朱勋会

       文章来源：允咨GMP制药技术培训

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