JJG229-2010

工業(yè)鉑、銅熱電阻檢定規(guī)程山東省計量科學研究院熱工室2011.92020/12/27一、新規(guī)程解讀二、相關(guān)計算三、不確定度分析四、建標及標準復(fù)查2020/12/272一、新規(guī)程解讀1、范圍工業(yè)鉑熱電阻（-200～850）℃3.851×10-3℃-1工業(yè)銅熱電阻（-50～150）℃4.280×10-3℃-1首次檢定、后續(xù)檢定、使用中檢驗2020/12/2732、引用文獻IEC60751(2008)工業(yè)鉑熱電阻及其傳感器JB/T8623-1997工業(yè)銅熱電阻技術(shù)條件及分度表2020/12/274

2020/12/2754、概述4.1組成工業(yè)鉑銅熱電阻由裝在保護管內(nèi)的一個或多個鉑、銅熱電阻感溫元件組成，包括內(nèi)部連接線以及用來連接電測量儀表的外部端子（不包括測量、顯示裝置）?？珊惭b固定用的裝置和接線盒。但不含可分離的保護管或安裝套管。2020/12/2764.2溫度特性鉑熱電阻的電阻-溫度關(guān)系（-200~0）℃的溫度范圍

Rt=R0［1+At+Bt2+C(t-100)t3］W=Rt/R0=1+At+Bt2+C(t-100)t3（0~850）℃的溫度范圍

Rt=R0(1+At+Bt2)W=Rt/R0=1+At+Bt2A=3.9083×10-3℃-1B=-5.7750×10-7℃-2C=-4.1830×10-12℃-42020/12/2775、計量性能要求5.1允差表1線繞元件和膜式元件2020/12/278關(guān)于“有效溫度范圍”1、來源于IEC60751:2008—temperaturerangeofvalidity2、有效溫度范圍與允差等級同時使用；

3、有效溫度范圍通常小于測量范圍；4、在檢定工作中，上、下限是指有效溫度的上、下限。2020/12/2795.2穩(wěn)定性鉑熱電阻在經(jīng)歷最高工作溫度672h后，其R0值的變化換算成溫度后不得大于表1規(guī)定的0℃允差的絕對值。理解：672h=28×24h“R0值的變化”---應(yīng)為絕對值

2020/12/27106、通用技術(shù)要求6.1.3根據(jù)測量電路的要求，熱電阻可以有二、三、四線制的接線方式，其中A級和AA級的熱電阻必須是三線制或四線制的接線方式。6.2絕緣電阻感溫元件與外殼之間、各感溫元件之間常溫絕緣電阻：不小于100MΩ高溫絕緣電阻2020/12/2711工業(yè)熱電阻標識舉例1×Pt100/A/4/-150/+5001支感溫元件鉑熱電阻標稱阻值100Ω允差等級A（有效溫度范圍?)4線制接線下限溫度-150℃上限溫度500℃2020/12/27127、計量器具控制原則：標準器、電測儀器以及配套設(shè)備引入的擴展不確定度換算成溫度不大于被檢熱電阻允差絕對值的1/4（或1/3）。7.1.1檢定設(shè)備（1）主標準器

設(shè)備名稱技術(shù)要求用途備注標準鉑電阻溫度計（-196～660）℃二等用比較法檢定時的參考標準也可用滿足不確定度要求的其它標準溫度計2020/12/27137、計量器具控制7.1.1檢定設(shè)備（2）電測設(shè)備（例）

設(shè)備名稱技術(shù)要求用途備注電測儀器（電橋或可測量電阻的數(shù)字多用表）被檢熱電阻等級電測儀器等級測量標準鉑電阻和被檢熱電阻的阻值1、電測儀器的量程應(yīng)與被測量相適應(yīng)；2、保證被測量分辨力換算成溫度后不低于0.001℃；3、測量電流引起的溫升盡可能小。AA級、A級0.005級及以上等級B級、C級0.02級及以上等級2020/12/27147、計量器具控制7.1.1檢定設(shè)備（3）恒溫源

設(shè)備名稱技術(shù)要求用途備注冰點槽U≤0.04℃,k=20℃也可用恒溫槽恒溫槽溫度范圍：（-50～300）℃水平溫場：≤0.01℃垂直溫場：≤0.02℃溫度變化：不大于0.04℃/10min300℃以下恒溫源足夠的插入深度高溫爐溫度范圍：（300～850）℃測量區(qū)域溫差不大于熱電阻上限溫度允差的1/8300℃以上恒溫源也可用其它高溫源液氮杜瓦瓶或液氮比較儀/196℃低溫源/2020/12/27157、計量器具控制7.1.1檢定設(shè)備（4）其它

設(shè)備名稱技術(shù)要求用途備注轉(zhuǎn)換開關(guān)接觸電勢≤1.0μV多支熱電阻用轉(zhuǎn)換器電流換向水三相點瓶/核查標準鉑電阻溫度計的Rtp/絕緣電阻表直流電壓：（10～100）V10級測量絕緣電阻/2020/12/2716關(guān)于電測設(shè)備和水三相點瓶的使用（1）被檢熱電阻為A級、AA級電測必須是0.005級及以上（建議Rtp經(jīng)常在三相點瓶中重測）；（2）被檢熱電阻為B、C級可以使用0.02級及以上電測；2020/12/27177、計量器具控制7.1.2環(huán)境條件溫度：（15～35）℃濕度：（30～80）%RH

同時要滿足電測設(shè)備對環(huán)境的要求2020/12/27187、計量器具控制7.2檢定項目檢定項目首次檢定后續(xù)檢定使用中檢驗外觀+++絕緣電阻常溫+++高溫*--穩(wěn)定性*--允差0℃+++允差等級規(guī)定的上限（或下限）或100℃（首選100℃）++-2020/12/27197.3檢定方法7.3.1外觀檢查7.3.2絕緣電阻的測量

（1）感溫元件與保護管之間的絕緣電阻

（2）多個感溫元件之間的絕緣電阻注意：絕緣電阻表直流電壓的選擇（常溫100V，高溫10V）2020/12/27207.3檢定方法7.3.3穩(wěn)定性試驗(1)測量R0

(2)在最高工作溫度保持672h

(3)再次測量R02020/12/27217.3檢定方法7.3.4允差的檢定7.3.4.1檢定點的選擇

“各等級熱電阻的檢定點均應(yīng)選擇0℃和100℃，并檢查α的符合性。當Δα不符合要求時，仍需進行上限（或下限）的溫度檢定（首選上限）?！薄叭∠?00℃點變通”2020/12/27227.3檢定方法7.3.4允差的檢定7.3.4.2熱電阻阻值的測量方法（1）接線：標準和被檢均應(yīng)采用4線制的測量方法

2020/12/27232020/12/2724（2）測量時的要求：A:測量熱電阻時應(yīng)采取電流換向；B:應(yīng)在盡可能短的時間內(nèi)采用交替測量標準鉑電阻和被檢熱電阻的辦法；C:交替重復(fù)不少于4次；D:對保護管可拆卸的熱電阻，需要拆除保護管；2020/12/27257.3.4.3R0的檢定（1）在冰點槽或具有0℃的恒溫槽（偏差不超過±0.2℃）中進行；（2）標準器、被檢熱電阻交替讀數(shù)，不少于4次；2020/12/27267.3.4.3R0的檢定（3）R0的計算計算冰點槽偏離0℃的值：計算被檢熱電阻在0℃的阻值:計算被檢熱電阻在0℃的溫度偏差：2020/12/2727標準器讀數(shù)平均值標準器Rtp值標準鉑電阻在0℃電阻比標準鉑電阻在0℃電阻比值對溫度的變化率冰點槽偏離0℃的值來自于標準器證書或在三相點瓶中重測得到可由標準器證書數(shù)據(jù)計算得出2020/12/2728被檢熱電阻在0℃時的電阻值被檢熱電阻讀數(shù)平均值冰點槽偏離0℃的值被檢熱電阻在0℃時電阻值對溫度的變化率被檢熱電阻在0℃的溫度偏差被檢熱電阻在0℃的標稱電阻值2020/12/27297.3.4.4R100的檢定（1）恒溫槽的溫度應(yīng)控制在檢定點附近，不應(yīng)超過±2℃；（2）恒溫槽在10min內(nèi)溫度變化不超過±0.02℃；（3）標準器、被檢熱電阻交替讀數(shù)，不少于4次；2020/12/2730（4）R100的計算計算恒溫槽偏離100℃的值：計算被檢熱電阻在100℃的電阻值：計算被檢熱電阻在100℃的溫度偏差值：2020/12/27317.3.4.5R0、R100的合格判定(1)由被檢熱電阻在0℃、100℃的溫度偏差，依據(jù)規(guī)程表1進行判斷；2020/12/2732(2)由被檢熱電阻在0℃、100℃的電阻值，依據(jù)規(guī)程表5進行判斷；2020/12/27337.3.5實際電阻溫度系數(shù)α的要求（1）計算α值（2）Δα=α-α標稱（3）查規(guī)程表6注意：表6中Δα的允許范圍與Δt0相關(guān)2020/12/2734表62020/12/2735Δα的允許范圍PRTAA級（修約至小數(shù)點后7位）A級（修約至小數(shù)點后7位）B級（修約至小數(shù)點后6位）C級（修約至小數(shù)點后6位）CRT（修約至小數(shù)點后6位）2020/12/2736數(shù)據(jù)處理中的要求恒溫槽溫度的控制：檢定0℃時，在0.0℃±0.2℃；

檢定100℃時，在100℃±2℃。

是為了避免在溫度值與電阻值的換算過程中因直接采用0℃和100℃的dR/dt帶來的影響。

和

的計算結(jié)果修約到1mΩ；AA級修約到0.1mΩ。

是為了減少修約帶來的誤差。Δα的取值按規(guī)程中的范圍函數(shù)計算得到，其中AA級和A級修約至10-7，B級、C級和銅熱電阻修約至10-6。2020/12/27377.4檢定結(jié)果的處理7.5檢定周期最長不超過1年合格檢定證書不合格檢定結(jié)果通知書（注明不合格項）2020/12/2738二、相關(guān)計算標準鉑電阻溫度計W和dW/dt計算1、現(xiàn)有的標準鉑電阻檢定證書Rtp(Ω)25.1444Wzn（=R419.527℃/Rtp）2.56831Wsn(=R231.928℃/Rtp)1.89246W100（=R100℃/Rtp）1.39263WGa(=R29.7646℃/Rtp)1.11810a8-3.7×10-4b8-1.3×10-5自熱效應(yīng)(mK)1.92020/12/27392、計算任意溫度t對應(yīng)的標準鉑電阻值R

2020/12/27403、計算標準鉑電阻W和dW/dt例：計算300℃時的W和dW/dt(1)t=300R300W300=R300/Rtp(2)dW/dt(t=300)=(W301-W299)/(301-299)2020/12/2741三、不確定度分析不確定分量來源：1、二等標準鉑電阻溫度計：復(fù)現(xiàn)性、周期穩(wěn)定性、自熱2、電測設(shè)備3、恒溫設(shè)備的波動和溫場不均勻4、被檢熱電阻自熱5、重復(fù)性(EXCEL)2020/12/27420℃測量的標準不確定度匯總

標準不確定度不確定度來源

標準不確定度值/mK靈敏系數(shù)不確定分量

116.53測量重復(fù)性0.79插孔間溫差

0.00電測設(shè)備誤差

16.25自熱影響

2.95-16.5122.04標準鉑電阻復(fù)現(xiàn)性

1.94電測設(shè)備誤差0.00，21.06自熱影響2.31標準鉑電阻穩(wěn)定性

5.772020/12/2743100℃測量的標準不確定度匯總標準不確定度不確定度來源

標準不確定度值/mK靈敏系數(shù)不確定分量

124.23測量重復(fù)性0.57插孔間溫差

8.16電測設(shè)備誤差

22.60自熱影響

3.04-18.6729.27標準鉑電阻復(fù)現(xiàn)性

1.32電測設(shè)備誤差2.84，28.10自熱影響0.00標準鉑電阻穩(wěn)定性

8.082020/12/2744合成不確定度Rtp由測量得到時0℃：uc=17.77mK，νeff=50100℃：uc=25.73mK，νeff=50Rtp由檢定證書得到時0℃：uc=27.55mK，νeff=100100℃：uc=38.00mK，νeff=1002020/12/2745擴展不確定度取估計值的置信概率為95％。Rtp由測量得到時0℃：U95=2.01×17.77=36mK，k95=t95(50)=2.01100℃：U95=2.01×25.73=52mK，k95=t95(50)=2.01Rtp由檢定證書得到時0℃：U95=1.98×27.55=55mK，k95=t95(100)=1.98100℃：U95=1.98×38.00=75mK，k95=t95(100)=1.982020/12/2746四、對新建標準及標準復(fù)查的影響1、設(shè)備配置A級、AA級——0.005級電測+水三相點瓶B級、C級——0.02級及以上電測2、開展項目的溫度范圍

標準鉑電阻溫度計+恒溫設(shè)備——交集例：標準鉑電阻溫度計（0～420）℃

恒溫設(shè)備（-30～300）℃

開展項目的溫度范圍（0～300）℃3、重新進行不確定度分析2020/12/2747謝謝歡迎大家相互交流學習徐興業(yè)Email:2020/12/2748五、其它資料2020/12/2749測量不確定度評估數(shù)學模型0℃：100℃：2020/12/2750以A級鉑熱電阻的測量為例。輸入量Δti、Δth

（含Ri和Rh）來源：Ri、Rh測量重復(fù)性，插孔之間的溫差，電測設(shè)備，測量電流引起的自熱。輸入量Δt*i和Δt*h（含R*i和R*h

、Rtp和WS0

、WS100

）來源：測量重復(fù)性，電測設(shè)備，測量電流引起的自熱和標準鉑電阻溫度計周期穩(wěn)定性。

不確定度分量2020/12/2751檢定裝置的符合性A級允差Δt0max=±0.15℃Δt100max=±0.35℃U95(0℃)<0.15/4=37.5mKU95(100℃)<0.35/4=87.5mK如果測量標準鉑電阻溫度計的電阻值R*(t)，計算WS(t)時，R*tp由檢定證書得到。則U95(0℃)=55mK，大于0.15/4，不符合要求。A級鉑電阻的檢定，須用同一臺電測設(shè)備測量R*i和R*tp

。否則，應(yīng)使用0.005級及以上的電測儀器。2020/12/2752工業(yè)熱電阻的構(gòu)成電阻體絕緣套管接線盒2020/12/2753鉑電阻性能穩(wěn)定

鉑電阻長時間穩(wěn)定的復(fù)現(xiàn)性可達10-4K，是目前測溫復(fù)現(xiàn)性最好的一種溫度計。因此可使用統(tǒng)一的鉑熱電阻分度表，而不必在每個溫度點上進行復(fù)雜的計算。

鉑電阻的精度與鉑的提純程度有關(guān)百度電阻比W（100）越高，表示鉑絲純度越高，國際實用溫標規(guī)定，作為標準器的鉑電阻，W（100）≥1.3925目前技術(shù)水平已達到W（100）＝1.3930，工業(yè)用鉑電阻的純度W（100）為1.387～1.390。2020/12/2754工業(yè)鉑電阻的分類工業(yè)鉑電阻的引線常被制成薄膜鉑電阻繞線鉑電阻二線三線四線常見的工業(yè)鉑電阻的感溫元件為：2020/12/2755薄膜電阻感溫元件示意圖2020/12/2756繞線鉑電阻元件結(jié)構(gòu)示意圖返回2020/12/2757熱電阻的插入深度要求無論是在一種介質(zhì)或不同介質(zhì)之間，只要存在溫度梯度，傳熱就會發(fā)生。熱量傳遞的方式可以是導(dǎo)熱、對流或輻射。導(dǎo)熱是當固體或靜止流體介質(zhì)中有溫度梯度存在，熱量就會以傳導(dǎo)的方式傳遞。對流是依靠