二等铂电阻温度计标准装置建标技术报告110113.docx
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二等铂电阻温度计标准装置建标技术报告110113
计量标准技术报告
计量标准名称:
二等铂电阻温度计标准装置
计量标准负责人:
建标单位名称(公章):
填写日期:
2018年02月04日
一、建立计量标准的目的
(1)
二、计量标准的工作原理及其组成
(1)
三、计量标准器及主要配套设备
(2)
四、计量标准的主要技术指标(3)
五、环境条件(3)
六、计量标准的量值溯源和传递框图(4)
七、计量标准的重复性试验(5)
八、计量标准的稳定性考核(6)
九、检定或校准结果的测量不确定度评定(7)
十、检定或校准结果的验证(22)
十一、结论(23)
十二、附加说明(23)
、建立计量标准的目的
为我市企事业单位的工业铂、铜热电阻温度计、标准水银温度计、工作用玻璃液体温度计提供量值溯源。
、计量标准的工作原理及其组成
根据JJG229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》的要求,本标准装置由数字多用表(2002型)和标准
铂电阻温度计(SPK-450)组成,用数字多用表分别测量标准铂电阻温度计与被检铂热电阻温度计的电阻值经计算得被检铂热电阻的示值误差。
同样将二等标准铂电阻温度计和被检玻璃液体温度计或标准水银温度计同时以全浸或局浸方式置于恒
温槽中,待示值稳定后,分别读取标准温度计和被检温度计的示值,计算被检温度计的修正值。
双金属温度计、
压力式温度计、温度巡检仪原理均相同。
计量标准器
三、计量标准器及主要配套设备
名称
型号
测量范围
不确定度或准确度等级或最大允许误差
制造厂及出厂编号
检定或校准机构
检定周期或复校间隔
标准铂电
阻温度计
WZPB-2
(-189.3442〜
419.527厂C
二等
2年
数字多用表
2010
电阻:
10Q〜
100MQ
直流电
压:
100mV〜1000V
电阻:
土
(1500ppm•rdg+
4ppm-F.S)
直流电压:
土
(41ppm•rdg+
6ppm-F.S)
1年
主要配套设备
热电偶检定炉
DTL-600
(300〜1200)C
控温稳定度v
0.4C/10min
1年
热电偶检定炉
DTL-600
(300〜1200)C
控温稳定度v
0.4C/10min
1年
制冷恒温槽
DTS-40
(-40〜+100)C
温度波动度:
±0.01c;
温度均匀度:
(水平w0.01C,
垂直w0.02C)
1年
恒温油槽
DTS-300
(70〜300)C
温度波动度:
±0.01c;
温度均匀度:
(水平w0.01C,垂直w0.02C)
1年
零度恒温器
DTBH-01
0C
精度:
0C±0.1C
1年
多通道低电施扫描器
DTZ-01
四、计量标准的主要技术指标
1•标准铂电阻温度计型号:
SPK-450测量范围:
(-189.3442〜419.527)C精确度等级:
二等
2•数字多用表型号:
2002测量范围:
100nQ〜1GQ最大允许误差:
士(17ppm?
rdg+4ppm?
F.S)
3.热电偶检定炉2个型号:
DTL-600测量范围:
(300〜1200)C控温稳定度:
v04C/10min
4.制冷恒温槽型号:
DTS-40测量范围:
(-40〜+100)C
温度波动度:
士0.01C;温度均匀度:
(水平W0.01C,垂直W0.02C)
5.恒温油槽型号:
DTS-300测量范围:
(70〜300)C
温度波动度:
士0.01C;温度均匀度:
(水平W0.01C,垂直W0.02C)
6.零度恒温器型号:
DTBH-01精度:
(0士0.03)C
五、环境条件
序号
项目
要求
实际情况
结论
1
温度
(20士5)C
(20士5)C
合格
2
湿度
45%〜75%
45%〜75%
合格
六、计量标准的量值溯源及传递框图
上
级
计
量
W.器具
计量标准名称:
标准铂电阻温度计
准确度等级:
一等
保存机构:
省计量院
直接测
川量
本
级
计
量
W.器具
计量标准名称:
标准铂电阻温度计
测量范围:
(-189.3442〜419.527)C
准确度等级:
二等
直接测量
下
级
计
量
器
具
计量器具名称:
工业铂、铜热电阻
测量范围:
(-40〜419.527)C
准确度等级:
AA级及以下
计量器具名称:
标准水银温度计
测量范围:
(-40〜
-300)
最大允许误差:
MPEM土0.20C
计量器具名称:
工作用玻璃液体温度计
测量范围:
(-40〜
-400)
最大允许误差:
MP匡土0.05C
计量器具名称:
双金属温度计
测量范围:
(-40〜
-400)
准确度等级:
1.0级及以下
计量器具名称:
压力式温度计
测量范围:
(-20〜
-200)
准确度等级:
1.0级及以下
计量器具名称:
温度巡检仪
测量范围:
(-40〜
-300)
最大允许误差:
MPB±0.1%FS±1字
七、计量标准的重复性试验
在规程规定的条件下,选取一支性能稳定的B级铂热电阻编号2654,用本标准检定装置对0C时测量10
次,以此对该标准装置的测量重复性进行考核。
a)在0C时
次序
测量结果(Q)
次序
测量结果(Q)
1
100.0325
6
100.0326
2
100.0322
7
100.0324
3
100.0321
8
100.0322
4
100.0324
9
100.0321
5
100.0323
10
100.0325
x100.0323q
n
-2
Xix
Si*1.77104Q
n1
结论:
Si不大于测量不确定度评定中得到的不确定度,本标准装置的测量重复性符合要求
八、计量标准的稳定性考核
计量标准的稳定性考核可选一稳定的被测对象,每隔2个月,用该计量标准进行一组10次的测量,取其算
术平均值作为该组的测量结果。
现选一台现选一支PtIOO型、编号为1#的工业铂热电阻,据JJG229-2010在上
述计量标准稳定性考核的定义下进行4组测量,检定结果如下表:
检定点
测量时间及结果(修正值)
差值
2017年06月22日
2017年08月22日
2017年10月23日
2017年12月22日
0C
+0.005C
+0.006C
+0.006C
+0.007C
0.002C
100C
+0.127C
+0.126C
+0.126C
+0.127C
0.001C
从上表可得岀:
0C最大差值为0.002°C,100C最大差值为0.001C,此值不超过计量标准的合成不确定度符合稳定性验证要求。
工业铂热电阻温度计测量结果的不确定度评定
1概述
1.1测量依据:
JJG229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》。
1.2测量标准:
二等标准铂电阻温度计。
电测设备为2002型数字多用表(200Q档精度为士
17ppm-reading+4ppm-range)。
规程规定检定A级铂热电阻电测设备应引入修正值,但用2002型数字多用表
电测设备精度度已足够高,无需引入修正值。
1.3被测对象:
铂热电阻,测量点0C、100C,允许偏差见下表。
铂热电阻允差
等级
温度
0C
100C
A级
0.15C
0.35C
B级
0.30C
0.80C
1.4测量参数与测量方法
测量参数为Roc、R100C,比较法进行测量。
比较法是将二等标准铂电阻温度计与铂热电阻同时插入冰点或恒温槽中,待温度稳定后通过测量标准与被
检的值,由标准算岀实际温度,然后通过公式计算得岀被检的实际值rt。
1.5环境条件
温度:
(15〜35)C、相对湿度W80%。
1.6评定结果的使用
在符合上述条件下的测量,一般可直接使用本不确定度的评定与结果。
2数学模型
dR丄
RtRx—t
(1)
dtt
式中:
Rtt温度时被检实际电阻值;
Rx――t温度附近xC时被检测得的电阻值;
dR
――t温度时被检温度计电阻值随温度的变化率;dtt
t检定槽温度偏离检定值,
**
RtRxdR/dt;
式中:
Rtt温度时标准温度计的电阻值;
R;——xc时标准温度计测得的电阻值;
»***
令RRtR;,则⑴式可得数学模型:
RR;dR/dttR*/dR/dtt
3输入量的标准不确定度的评定
3.1输入R;的标准不确定度uR;的评定
标准不确定度UR;,记作UX,由4个不确定度分项构成。
3.1.1测量的重复性U捲(A类标准不确定度)
UXi是由于热电势的变化、环境温度的波动、电源的波动、被检热电阻短期不稳定等因素引入的误差。
为了简化,通过重复测量综合考虑。
简称测量的重复性。
本检定系统中用同一支标准、同一支被检温度计作等精度多次检定。
重复性数据如下表:
a)在0C时
次序
测量结果(Q)
次序
测量结果(Q)
1
100.0944
6
100.0947
2
100.0962
7
100.0956
3
100.0954
8
100.0943
4
100.0942
9
100.0954
5
100.0936
10
100.0968
x100.0951Q
nXix2
sU9.92104Q
1n1
4
ux1si9.9210q
a)在100C时
次序
测量结果(Q)
次序
测量结果(Q)
1
138.7075
6
138.7172
2
138.7085
7
138.7156
3
138.7193
8
138.7093
4
138.7175
9
138.7084
5
138.7198
10
138.7095
x138.7127Q
ux1si5.74103q
3.1.2恒温油槽插孔之间的温差引入的标准不确定度分项Ux2
以恒温油槽的最大温差0.02C作考虑,不确定度区间的半宽为
&dR-3
at——0.02°CX0.379Q/C=7.58X10Q
dt
在区间内可认为均匀分布,kv'3,ux24.38103q
<3
3.1.3电测设备引入的标准不确定度分项ux3
-6-6
对A级和B级铂热电阻:
0C时,不确定度区间半宽度为100QX17X10+200QX4X10=0.0025Q,
在区间内可认为均匀分布,k3,
ux30.0014Q
100C时,不确定度区间半宽度为138.51QX17X10-+200QX4X10-=0.0032Q,在区间内
可认为均匀分布,k,3,Ux30.0018Q
3.1.4
UX4
二等标准铂电阻温度计不确定度引入的标准不确定度分项
0C时,根据检定规程,Rtp的检定周期不稳定性为5mK合电阻5X10-4Q,属正态分布,
44
ux4510/31.6610Q
同理,100C,根据检定规程规定它的检定周期不稳定性为12mK合电阻1.66X10-3Q,属正态分布,
34
uX41.1610/33.8710Q
3.1.5水三相点并复现0.01C引入的标准不确定度分项uX5
零度恒温器0C的波动为士0.01C,为均匀分布,不确定度分量为:
uX5=0.01°C/-.3=0.006C,合电阻值2.35X10-3Q。
3.1.6标准不确定度uX,即uRx的计算
在0C时,对A级和B级铂热电阻:
uXu2X1u2X3u2X4u2X55.08103q
在100C时,对A级和B级铂热电阻:
2
x2ux3
223
uX4ux57.6010q
,记作u
t
dR
3.2的标准不确定度
dtt
dR
标准不确定度u
dt
——的取值是由实验得出的平均值,与实际值有一定的差异dtt
t0C时,
对A级铂热电阻:
由实验得岀其不确定度为1.02X10-Q/C,服从正态分布,k3,
4
uy4.010Q/C
3
uy0.6610q/c
t100c时,
4
uy3.310q/c
4
uy0.6710q/c
**
3.3
Rt的标准不确定度uRt的评定
3.3.1二等标准铂电阻温度计不确定度引入的标准不确定度分项
uz15104/3Q1.66104q
uz11.16103/3Q3.87104q
3.3.2电测设备引入的标准不确定度分项uZ2
由于是测量Rt*,即它们公用部分的不确定度可以抵消,因此产生影响的只是差值部分。
0C时,如果用自来水冻制的冰,它偏离0C的最大偏差为0.03C,相当于0.01Q。
对A级和B级铂热电阻:
0C时,不确定度区间半宽度为0.01X17X10-6Q+200X4X10-6Q=0.0008Q,在区间
内可认为均匀分布,k3,uz20.0008Q/3=0.0005Q
100c时,由于规程规定检定时偏离100C点的最大偏差2C,相当于0.8Q
对A级和B级铂热电阻:
不确定度区间半宽度为
0.8X17X10-6Q+200X4X10-6Q=0.0008Q,在区间内可
认为均匀分布,k,3,
UZ20.0008Q/.3=0.0005Q
3.3.3三相点并复现0.01C引入的标准不确定度分项
0.01°C/.3=0.006C,合电阻值2.35X10-3Q,
-3
UZ3=2.35X10Q
3.3.4标准不确定度UZ,即UR;的计算
222
uZuZ|uz2uz3
对A级和B级铂热电阻:
422-32
0C时,uzv1.66100.00052.35X10Q
2.41103Q
dR
的取值是由统计规律得出的平均值,与实际值有一定的差异。
dtt
-5
0C时,由实验得岀其不确定度为8.98X10Q/C,服从正态分布,
5
d2.99105Q/C
5
d2.910Q/C
4合成标准不确定度的评定
4.1灵敏系数
数学模型Rt
Rx
dR/dtt
R*/dR/dt*
灵敏系数
Ci
Rt1
Rx
C2
Rt
*
R
C
dR
dR
dtt
dtt
dR
C3
Rt
dtt
*
R
*
dR
dtt
C4
Rt
dRR*
dtt
*2一C
dR
*
dR
dtt
dtt
0C时,
C2
0.02C
C3
3.91
C4
0.08C
100C时,
C2
2C
C3
3.91
C4
7.82C
4.2标准不确定度汇总表
标准不确定
度uXi
不确定度来源
标准不确定度
灵敏系数
ciuXi
uRx
A级铂热电阻
0C时:
5.08X10-3Q
100C时:
7.60X10-3Q
B级铂热电阻
0C时:
5.08X10-3Q
100C时:
7.60X10-3Q
1
A级铂热电阻
0C时:
5.08X10-3Q
100C时:
7.60X10-3Q
B级铂热电阻
0C时:
5.08X10-3Q
100C时:
7.60X10-3Q
uXi
测量的重复性
0C时:
9.92X10-4Q
100C时:
5.74X10-3Q
ux2
恒温油槽插孔之
间的温差引入
3
4.38X10-Q
uX3
电测设备引入
A级铂热电阻
0C时:
0.0014Q
100C时:
0.0018Q
B级铂热电阻
0C时:
0.0014Q
100C时:
0.0018Q
ux4
二等铂热电阻温
度计传递误差
0C时:
1.66X10-4Q
100C时:
3.87X10-4Q
uX5
水三相点并复现
0.01C时引入
3
2.35X10-Q
dRu
dtt
dR
取值误差
dtt
A级铂热电阻
0C时:
4.0X10-4Q/C
100C时:
3.3X10-4Q/C
B级铂热电阻
0C时:
0.66X10-3Q/C
100C时:
0.67X10-3Q
/c
0c时:
0.02c
100c时:
2c
A级铂热电阻
0c时:
0.8X10-5Q
100c时:
6.6X10-4Q
B级铂热电阻
0c时:
1.3X10-5Q
100c时:
1.34X10-3Q
*
uRt
A级铂热电阻
0C时:
2.41X10-3Q
100C时:
3.43X10-3Q
B级铂热电阻
0C时:
2.41X10-3Q
100C时:
3.43X10-3Q
0c时:
3.91
100c时:
3.91
A级铂热电阻
0c时:
9.42X10-3Q
100c时:
1.34X10-2Q
B级铂热电阻
0c时:
9.42X10-3Q
100c时:
1.34X10-2Q
uz1
二等标准铂电阻
温度计传递误差
0C时:
1.66X10-4Q
100C时:
3.87X10-4Q
uz2
电测设备引入
A级铂热电阻
0C时:
0.0005Q
100C时:
0.0005Q
B级铂热电阻
0C时:
0.0005Q
100C时:
0.0005Q
uZ3
水三相点并复现
0.01c时引入
2.35X10-3Q
*
dR
u
dtt
*
dR
—的取值误
dtt
差
5
0c时:
2.99X10-Q/c
100c时:
2.9X10一Q/c
oc时:
-0.08c
100c时:
-7.82c
5
0c时:
0.24X10Q
100c时:
2.2X10-4Q
4.3合成标准不确定度的计算
A级铂热电阻:
B级铂热电阻:
100C时,uc1.5510
5扩展不确定度的评定
对A级铂热电阻:
0C时,
换算成温度U0.056c
同样地:
对A级铂热电阻:
100C时,U0.077C
对B级铂热电阻:
0C时,U0.056C
对B级铂热电阻:
100C时,U0.079c
6扩展不确定度的报告与表示
铂热电阻测量结果的扩展不确定度为:
对A级铂热电阻:
0C时,
U
0.056C
;k=2
100C时,
U
0.077C
;k=2
对B级铂热电阻:
0C时,
U
0.056C
;k=2
100C时,
U
0.079C
;k=2
标准水银温度计/工作用玻璃液体温度计/温度巡检仪
测量结果的不确定度评定
1.概述
1.1测量方法:
依据国家检定规程JJG130-2011《工作用玻璃液体温度计检定规程》及JJG161-2010《标准水银温度计》。
1.2测量标准:
二等标准铂电阻温度计。
电测设备为2002型数字多用表(200Q档精度为士
17ppm-reading+4ppm-range)。
规程规定检定A级铂热电阻电测设备应引入修正值,但用2002型数字多用表
电测设备精度度已足够高,无需引入修正值。
1.3环境要求:
室温(15〜35)Co
1.4被测对象:
工作用玻璃液体温度计与标准水银温度计/工作用玻璃液体温度计/温度巡检仪测量方法相似,
误差来源相同。
以测量范围(50〜100)C,分度值0.1C,浸没方式为全浸式,感温体为水银,最大允许误差
(MPE>士0.2C的工作用玻璃液体棒式温度计为代表分析对象。
1.5测量过程:
依据检定过程,将二等标准铂电阻温度计和被检工作用玻璃液体温度计同时以全浸方式置于恒定温度的恒温槽中,待示值稳定后,分别读取二等标准铂电阻温度计和被检温度计的示值,计算被检温度计的修正值。
2.检定工作用玻璃液体温度计修正值的数学模型
Xtst
式中:
X----工作用玻璃液体温度计的修正值;
ts----二等标准铂电阻温度计的示值;
t----工作用玻璃液体温度计的示值;
ts分量的灵敏度系数C1为1;
t分量的灵敏度系数C2为-1o
3.标准不确定度评定
3.1输入量ts的标准不确定度U(ts)
输入量ts的标准不确定度的主要来源是二等标准铂电阻温度计和恒温槽温场不均匀、温度波动等方面,具
体评定如下:
a)二等标准铂电阻温度计不确定度引入的标准不确定度分项u(ts1)
二等标准铂电阻温度计检定周期不稳定性为12mK按反正态分布处理,则其标准不确定度为
u(ts1)=0.012/3C=0.004C
b)由恒温槽温场不均匀引入的标准不确定度u(ts2),用B类标准不确定度评定
恒温槽温场最大温差为0.02C,则不确定度区间半宽为0.01C,按均匀分布处理,则其标准不确定度为
u(ts2)0.01/30.006C
c)由恒温槽温度波动引入的标准不确定度u(ts3),用B类标准不确定度评定
恒温槽温场稳定性为士0.02C/10min,则不确定度区间半宽为0.02C,按均匀分布处理,则其标准不确定
度
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- 二等 铂电阻 温度计 标准 装置 技术 报告 110113