..建立測量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)報告標(biāo)準(zhǔn)名稱二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計標(biāo)準(zhǔn)裝置計量技術(shù)機(jī)構(gòu)編寫年月日審核年月日目次一、測量標(biāo)準(zhǔn)概述………………〔3二、測量標(biāo)準(zhǔn)性能………………〔4三、構(gòu)成測量標(biāo)準(zhǔn)的測量器具及配套設(shè)備……〔5四、檢定人員……………………〔6五、校準(zhǔn)〔檢定環(huán)境條件……〔6六、測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定…………………〔7七、測量標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)性…………〔10八、測量標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性…………〔12九、測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的驗(yàn)證………………〔14十、結(jié)論………〔15十一、附錄……………………〔15..一、測量標(biāo)準(zhǔn)概述1、建立測量標(biāo)準(zhǔn)的目的、意義及用途工業(yè)鉑電阻溫度計廣泛用于溫度測量,它的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性將直接影響其測溫準(zhǔn)確度。為保證公司軍、民品高低溫試驗(yàn)箱溫度及溫度傳感器測量的準(zhǔn)確,量值統(tǒng)一,建立該標(biāo)準(zhǔn)裝置,開展工業(yè)鉑電阻/銅電阻溫度計的檢定工作。2、測量標(biāo)準(zhǔn)的組成及工作原理該套工業(yè)鉑電阻/銅電阻溫度計檢定裝置主要由二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計、冰點(diǎn)槽、油槽、數(shù)字多用表、掃描開關(guān)和控制器等組成。它是利用鉑電阻電阻值隨溫度而變化的特性來測溫的原理,冰點(diǎn)槽、油槽用來復(fù)現(xiàn)相應(yīng)物質(zhì)的固定點(diǎn)的溫度。3、檢定方法按照J(rèn)JG229-1998工業(yè)鉑、銅熱電阻檢定規(guī)程中的要求在0℃/100℃或300℃點(diǎn),通過測量二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻與被檢熱電阻在各檢定點(diǎn)的阻值,得出檢定點(diǎn)的設(shè)定溫度與實(shí)際溫度偏差Δt〔℃,經(jīng)修正得出被檢熱電阻在各檢定點(diǎn)的熱電阻值,查表計算得出分度偏差,從而判定其合格與否。測量原理如下圖1：三線/四線轉(zhuǎn)換器冰點(diǎn)槽/油槽34420A數(shù)字表三線/四線轉(zhuǎn)換器冰點(diǎn)槽/油槽34420A數(shù)字表TZ·SC-03控制器標(biāo)準(zhǔn)與被檢標(biāo)準(zhǔn)與被檢打印機(jī)計算機(jī)GP-IB卡打印機(jī)計算機(jī)GP-IB卡工業(yè)鉑電阻/銅電阻溫度計檢定裝置設(shè)備組成示意圖14、依據(jù)的檢定規(guī)程JJG229—1998工業(yè)鉑、銅熱電阻二、測量標(biāo)準(zhǔn)性能1、測量范圍0℃～419.5272、擴(kuò)展不確定度評定點(diǎn)：Pt1000℃：U0=23mK〔k100℃U100=30mK〔k..三、構(gòu)成測量標(biāo)準(zhǔn)的測量器具及配套設(shè)備測量器具名稱型號規(guī)格出廠編號生產(chǎn)國別廠家研制或購進(jìn)時間測量范圍允許誤差極限校準(zhǔn)<檢定>機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)<檢定>時間校準(zhǔn)<檢定>證書號二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計N86620XX〔0～419.527℃U=〔～6.8mK304所2006.10.1820069191配套設(shè)備數(shù)字多用表34420A4200131720XX〔0～1000Ω±〔0.006%x+0.0002%xm221廠理化計量中心2020060551低電勢掃描器/控制器TZ·SC-03A204307320XX≤0.4μV221廠理化計量中心20060511冰點(diǎn)槽RTS-601649920XX〔-60～95℃±0.01℃221廠理化計量中心20060523油槽HTS-300A8000161420XX〔95～300℃±0.01℃221廠理化計量中心20060521兆歐表ZC25-47-0803〔0～1000MΩ±10%0301校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室20060021..四、檢定人員姓名技術(shù)職稱從事本專業(yè)年限檢定專業(yè)項(xiàng)目檢定員證號五、校準(zhǔn)〔檢定環(huán)境條件項(xiàng)目名稱要求實(shí)際情況溫度〔15～35℃〔15～35℃濕度＜80%RH〔35～75%RH介質(zhì)無腐蝕有害氣體無腐蝕有害氣體六、測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定1、輸出量二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計檢定裝置分別測出被檢工業(yè)鉑熱電阻/銅熱電阻溫度計在0℃/100℃或300℃溫度點(diǎn)上的電阻值Ri〔t℃,查表計算得出分度偏差,從而判定其合格與否。2、輸出模型R〔t=Ri－〔dR/dt×Δt式中：Ri——被檢熱電阻在溫度ti時的電阻值〔Ω；dR/dt——溫度ti時電阻變化率〔Ω/℃。Δt——Δt=3、不確定度來源3.1二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計的分度傳遞引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u13.2標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計不穩(wěn)定引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u23.3電測設(shè)備引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u33.4冰點(diǎn)槽和油槽不均勻溫場引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u43.5測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u54、標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定4.1二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計的分度傳遞引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計的傳遞標(biāo)準(zhǔn),其符合正態(tài)分布。二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計在0℃時的不確定度為0mK；100℃時的不確定度為6.8mK。取置信水平為0.99,k=2.58。則：0℃：u1=0〔mK；100℃：u1=6.8/2.58=2.64〔mK4.2二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計不穩(wěn)定引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計在0℃時為6mK,100℃時為4.65mK,其符合正態(tài)分布。取置信水平為0.99,k=2.58則：0℃：u2=6/2.58=2.32〔mK；100℃：u2=4.65/2.58=1.80〔mK4.3電測設(shè)備引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3數(shù)字多用表34420A測量電阻檔100Ω,測量精度為：Δ=±〔0.0060%×讀數(shù)+0.0002%×量程；二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計阻值分別為R〔0℃=25Ω、R〔100℃=35Ω,分別代入得出0℃、100℃測量精度為：±0.0017Ω、±0.0023Ω。而標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計在0℃的〔dR/dt=0.0999Ω/℃、100℃的〔dR/dt=0.0969Ω/℃假設(shè)為均勻分布,包含因子取k=,則：0℃：u3=〔/=9.8〔mK；100℃：u3=〔/=13.7〔mK4.4冰點(diǎn)槽和油槽不均勻溫場引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u4冰點(diǎn)槽水平溫差≤0.01℃,按B類評定,假設(shè)為均勻分布,區(qū)間半寬度a=5mK,油槽水平溫差為≤0.01℃,按B類評定,假設(shè)為均勻分布,區(qū)間半寬度a=5mK,包含因子取k=,則此項(xiàng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度,0℃u4=5/=2.89〔mK、100℃u4=5/=2.89〔mK4.5測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u5序號XiXi－〔Xi－2124.94940.00152.25×10-6224.94810.00020.04×10-6324.94860.00070.49×10-6424.9474-0.00050.25×10-6524.9468-0.00111.21×10-6624.9472-0.00070.49×10-624.94794.73×10-6檢定點(diǎn)：0℃。取六次測量,按貝塞爾公式計算得出標(biāo)準(zhǔn)不確定度：單位：Ω則：u5===0.397×10-3〔Ω/0.0999〔Ω/℃=4mK檢定點(diǎn)：100℃。測量6次,按貝塞爾公式計算得出標(biāo)準(zhǔn)不確定度：單位：Ω。序號XiXi－〔Xi－2134.69620.00121.44×10-6234.6944-0.00060.36×10-6334.6935-0.00152.25×10-6434.69520.00020.04×10-6534.6947-0.00030.09×10-6634.69580.00080.64×10-634.69504.82×10-6則：u5===0.4×10-3〔Ω/0.0969〔Ω/℃=4.1mK5、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度ucuC=〔u12+u22+u32+u421/20℃時：uC=11.2〔mK100℃時：uC=6、擴(kuò)展不確定度U取置信概率p=0.95,查t分布表k=2則：U=kuC、0℃時：U=23〔mK100℃時：U=七、測量標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)性測量標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差sn〔E表征。選擇一只工業(yè)A級鉑電阻,Pt100、編號為2#,分別在0℃、100℃點(diǎn)重復(fù)測量n=6次,得到6個觀測值Ei見下表：測量點(diǎn)：0℃單位：Ω序號Ei〔ΩEi－〔Ei－2199.9960-0.00080.64×10-6299.99790.00111.21×10-6399.9961-0.00070.49×10-6499.99710.00030.09×10-6599.9965-0.00030.09×10-6699.99700.00020.04×10-699.9968Σ〔Xi－X22.87×10-6則：sn〔E=〔2.87×10-6/51/2=0.0075〔Ω/0.3910〔Ω/℃=2.0〔mK〔被檢鉑電阻在0℃的〔dR/dt=0.3910Ω/℃而2uc/3＝〔7.5mK則：sn〔E＜2uc/3,符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。七、測量標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)性測量點(diǎn)：100℃單位：Ω序號Ei〔ΩEi－〔Ei－21138.4872-0.00070.49×10-62138.48940.00152.25×10-63138.49060.00277.29×10-64138.49120.003310.89×10-65138.4862-0.00172.89×10-66138.4828-0.005126.01×10-6138.4879Σ〔Xi－X249.82×10-6則：sn〔E=〔49.82×10-6/51/2=0.0032〔Ω/0.3790〔Ω/℃=8.4〔mK〔被檢鉑電阻在100℃的〔dR/dt=0.3790Ω/℃而2uc/3＝〔9.9mK則：sn〔E＜2uc/3,符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。八、測量標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性測量標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性用實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)偏差sm〔E表征,選取一只工業(yè)A級鉑電阻,分度號為：Pt100,編號：2#,每隔3個月考核一次,每次測量n次〔n=6,分別計算測量平均值n,共考核m〔m=4個月,計算m個平均值m,計算出m的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)偏差作為長期穩(wěn)定性數(shù)據(jù),評定點(diǎn)0℃,列表如下：單位：Ω序號第一次第二次第三次第四次199.996299.998299.997599.9966299.995499.997699.996299.9972399.995999.998099.996499.9968499.996899.997599.997099.9962599.995799.998499.996899.9974699.996399.997399.997599.9970ni99.996199.997899.996999.9969m99.9869則：Sm=〖〔ni－m2/m-1〗1/2=0.0007Ω/0.3910〔Ω/℃=1.8mK＜uc〔11.2mK本標(biāo)準(zhǔn)裝置穩(wěn)定性符合要求。八、測量標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性評定點(diǎn)100℃,列表如下：單位：Ω序號第一次第二次第三次第四次1138.4948138.4968138.4952138.49532138.4962138.4975138.4944138.49623138.4955138.4983138.4936138.49484138.4950138.4952138.4938138.49555138.4964138.4967138.4942138.49606138.4953138.4955138.4948138.4952ni138.4955138.4967138.4943138.4955m138.4955則：Sm=〖〔ni－m2/m-1〗1/2=0.0007Ω/0.3790〔Ω/℃=1.8mK＜uc〔14.9mK本標(biāo)準(zhǔn)裝置穩(wěn)定性符合要求。九、測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的驗(yàn)證該檢定裝置的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定后,對得到的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc進(jìn)行驗(yàn)證,驗(yàn)證方法：采用傳遞比較法。選取一只工業(yè)A級鉑電阻、編號3#,進(jìn)行測量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的驗(yàn)證。選取評定點(diǎn)為:0℃、100℃。本套檢定裝置檢定結(jié)果：0℃：y=R〔0℃=99.9986Ω、0302校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室檢定結(jié)果y0=100.0061；則：∣y－y0∣=0.0075Ω/0