热电偶建标技术报告

1、计量标准技术报告计量标准名称二等铂铑10铂热电偶标准装置建立计量标准单位计量标准负责人筹建起止日期.申请建立计量标准应填写计量标准技术报告。计量标准考核合格后由申请单位存档。.计量标准技术报告由计量标准负责人填写。.计量标准技术报告用计算机打印或墨水填写，要求字迹工整。TOC o 1-5 h z一、计量标准的工作原理及其组成)二、选用的计量标准器及主要配套设备) HYPERLINK l bookmark2 三、计量标准的主要技术指标)四、环境条件)五、计量标准的量值溯源和传递框图)六、计量标准的测量重复性考核)七、计量标准的稳定性考核)八、测量不确定度评定)九、计量标准的测量不确定度验证十、结

2、论十一、附加说明一、计量标准的工作原理及其组成一、计量标准的组成及其原理（一）、概述VST.R-992工业热电偶、热电阻自动检定系统（以下简称VST.R-992系统）完全按照中华人民共和国计量器具检定规程JJG160-92、JJG75-195、JJG141-83、JJG351-96、JJG229-98的要求进行自动检定工作。（二）、系统组成及工作原理VST.R-200工业热电偶热电阻自动检定系统的组成如图所示。1、检定热电偶如图1。检定控制原理二等标准热电偶既作为检定炉的控温热电偶，又作为检定的标准；冷端与铜导线相接放入装有冰水混合物的冰瓶中；铜导线的另一端接VST.R-200测温元件自动检定

3、装置测控仪（以下简称VST.R-200测控仪）的标准（土E）输入端；VST.R-200测控仪通过检测开关把信号输送到数字万用表的测量输入端；数字万用表通过RS-232与计算机通讯；而计算机通过内置的D/A卡经过VST.R-200测控仪，触发VST.R-200测温元件自动检定装置伺服器（以下简称VST.R-200伺服器）的可控硅输出以达到控制检定炉的温度。VST.R-200系统以计算机为中心，在ITVS2000系统软件的支持下，整个形成一个闭环控制回路。计算机通过内置的D/D卡控制VST.R-200测控仪的检测回路开关，并根据测得的二等标准热电偶的热电势换算出检定炉的当前温度，按照设定温度点的要

4、求控制VST.R-200伺服器，以改变检定炉的加热电流，从而实现检定炉炉温的自动控制。检定测量原理:当炉温控制达到设定点要求时，计算机控制D/D卡循环切换VST.R-200测控仪的检测开关；每切换一个检测开关的同时，计算机控制数字万用表及时检测一个热电偶的信号，直到检测完所有热电偶的电势值。其循序为：通道1检测标准热电偶通道检测被检偶一通道检测被检偶二通道x检测被检偶X，通道1检测标准热电偶通道检测被检偶一通道检测被检偶二通道x检测被检偶X一共往还三次；即每支热电偶（包括标准热电偶、被检热电偶），在同一个温度检定点，至少检测六个数据；并把所有的检测数据以文件的形式存于硬盘，并可打印输出。二、组

5、成二、选用的计量标准器及主要配套设备计量标准器名称型号测量范围不确定度准确度等级或最大允许误差制造厂及出厂编号检定证书号二等铂铑10-铂热电偶二等铂铑10-铂热电偶数字万用表主要配套设备高温炉检定控温伺服器测温元件检定测控仪主机冰点槽三、计量标准主要技术指标1、测量范围：（3001200）2、扩展不确定度：1,2四、实验室环境条件名称要求实际情况结论温度(205)21合格湿度(4575)%63%合格防振无振动不影响检定合格防磁无强磁场不影响检定合格防尘无灰尘干净合格工作服、鞋配齐专用合格工作台摆放整齐整齐合格五、计量标准的量值溯源和传递框图二等用锌10-钿热电偶量值溯源和传递框图上级计t标准直

6、接上级计t标准直接I:瞰法五公W最商计1标准太公W计t塞具七、计量标准的稳定性考核七、计量标准的稳定性考核用两支编号为1和2有合格证书的二等标准热电偶，一支作标准（1）一支作被检（2）,按检定规程要求装入检定炉,在铝点660.323待炉温达到完全稳定后测得被检热电偶热电势。测量完毕，破坏炉内恒定温度再重新达到铝点660.323，稳定后测量被检热电偶热电势，重复以上六次测得结果如下表：序号XiXi-X(Xi-X)215.857960.00117136.89x10-825.85661-0.000183.24x10-835.85646-0.0003310.89x10-845.85721-0.0004

7、217.64x10-855.85624-0.0005530.25x10-865.85626-0.0005328.09x10-8平均X5.85679(X幻2Sin1_距893.2410.8917.6430.2528.09%0*61E6.7379H0*S=6.7379火0-也0.0104=0.0648(9重复性最大值为0.0648小于0.2(符合要求。用一支编号为123合格证书的二等标准热电偶，作标准按检定规程要求装入检定炉，在800待炉温达到完全稳定后测得被检热电偶数据采集如下表：时间/月检定值(mV)133,1422233.2671333.2701433.2694533.2687633.275

8、2最大温度变化值0.0102稳定性最大温度变化值为0.0102mV(0.2)小于1.2符合要求。八、测量不确定度平定1、测量依据根据JJG3511996工作用廉金属热电偶检定规程2、测量方法：将标准热电偶与被检工作用K型热电偶置于检定炉中，采用双极比较法，在检定点为400、600、800、1000、1200c或根据使用需要增加的其它检定点进行检定。测量示意图如下：1被检偶；2标准偶；3检定炉；4冰点恒温器；5多点转换开关；6数字电压表检定过程要求：检定炉实际温度偏离检定点温度小于5；检定炉工作温场内任意两点温差不大于1;每支热电偶循环读数4次；测量时炉温变化不大于0.25；冰点恒温器内温度为(

9、0.00.1)；数字电压表要求的环境温度为(235)。标准偶及主要配套设备均经检定合格，并处于有效期内。3、数学模型及灵敏系数用双极法检定时，被检热电偶在各检定点上的热电动势E*小，可用下式计算：被(t)E被(t)=E被+(E标-E标)/S标*$被式中：E标：标准热电偶证书上所给出的热电动势值；E被、E标：分别为分度时，被检热电偶热电势的算术平均值和标准热电偶热电势的算术平均值；S标、S被：分别为标准热电偶、被检热电偶在检定点温度的微分热电动势。由以上数学模型可知灵敏系数为：C1=EC2C1=EC2=E被/被/E被=1E标=C3=E被（t/38,0383.22411.79838.038.IE.

10、22411.7984.输入量的标准不确定度评定标准偶传递引起的不确定度u(E*_)由二等标准铂铑10-铂热电偶证书报告可知：二等标准铂铑10-铂热电偶测量结标果的扩展不确定度为：U=0.7置信水平k=2.68，正态分布u(E._)为：0.6/2.680.26标相当于2.8A类不确定度评定选用一支二等铂铑10-铂热电偶，在标准装置正常的工作条件下，对镍铬-银硅热电偶在检定点1000,重复进行6次测量数据如下：次数123456平均值测量值(mV)41.0934841.0936141.0928641.0928641.0928641.0930941.09313则由此引起的A类标准不确定度为:57.32

11、0-E30n(XX)257.320-E30u卜4An(n1)=0.12(V)输入量E被的标准不确定度u(E被)的评定a)电测设备引起的不确定度对于被检银铬-银硅热电偶，使用测量设备数字多用表KEITHLEY2000在0100mV的准确度为(0.005%rdg+0.003%F.S),在测量1000时，数字多用表KEITHLEY2000的允许基本误差为：5.05V,按均匀分布考虑，则电测设备引起的标准不确定度为：u(E)=5.05/3=2.9(V)被1b)转换开关寄生热电势带来的不确定度按规程要求，转换开关最大寄生热电势应小于1V，按均匀分布得到此项的标准不确定度为：u(E被2)=1/3=0.6(

12、V)c)检定点炉温变化、波动引起的不确定度炉温变化的影响取0.25/2=0.12,按均匀分布得到此项的标准不确定度为：u(E)=0.12/J3=0.07相当于2.9V被3/d)炉温度场均匀性带来的不确定度_1,按均匀分布得到此项的标准不确定度为u(E被4)=1/3=0.58相当于23.8Ve)被检热电偶参考端(0)不确定带来的不确定度_0.1,按均匀分布得到此项的标准不确定度为u(E被5)=0.1/J3=0.058相当于2.4V输入量E标的标准不确定度u(E标)的评定a)电测设备引起的不确定度标对于二等标准热电偶，测量设备数字多用表KEITHLEY2000在0100mV的准确度为：(0.005

13、%rdg+0.003%F.S),在测量1000c时，数字多用表的允许基本误差为：3.5V,按均匀分布考虑，则电测设备引起的标准不确定度为：u(E一)=3.5/J3=2.0(V)标1b)转换开关寄生热电势带来的不确定度按规程要求，转换开关最大寄生热电势应小于1V，按均匀分布得到此项的标准不确定度为：u(E标2)=1/J3=0.58Vc)标准热电偶参考端(0)不确定带来的不确定度0.1,按均匀分布得到此项的标准不确定度为u（E标3）=0.1/J3=0.058相当于0.6Vd）检定炉工作温场的不均匀性引入的B类标准不确定度为u（W）1_-HlTB11.798V/Cu（E”=3.406VTOC o 1

14、-5 h z标4v;3则输入量E的A准不确定度u（E标）为：u（E标）=U221E1u21El!U21E12（E4.0（V）,2标2标22标32标4输入量S标、S被的标准不确定度u（S标）、u（S被）的评定输入量S标、S被是在ITS-90温标下用近似方法得到的，但其准确度完全可满足该类热电偶使用准确度要求，其由有效位数等原因引起的不确定度因微小而忽略。序号不确定度分量来源类别估计分布标准不确定度值自由度Vi符号量值(V)1标准偶传递引起的不确定度B正态u（e标）2.22电测设备引起的B均匀u(e油)被u(e,)被172.93转换开关寄生热电势带来的B均匀u(e.)被2)0.64检定炉温变化、波

15、动引起的B均匀u(e)被3/2.95炉温均匀性带来的B均匀u(e,)被4/22.66热电偶参考端温度不均引起B均匀u(e0)被5/2.47电测设备引起的B均匀u（e杆）标u(e标1)2.08转换开关寄生热电势带来的B均匀u(e标2)0.589热电偶参考端温度不均引起B均匀u(e标3)0.610炉温均匀性带来的B均匀u(e标4)3.410被检偶重复性AuA0.125.K型热电偶在1000c的合成标准不确定度以上各不确定度分量互不相关，则合成标准不确定度为:二.(3.2242)2.(4.3)2.(*.224*)2.。.=28.4(V=0.7取置信水准P=0.95,k=26.K型热电偶在1000扩展

16、不确定度扩展不确定度为U=kuc=2x28.4=56.8()换算成温度为：U=1.4,k=2II级K型热电偶在1000c允许误差为7.5,扩展不确定度为U=1.6,扩展不确定度约为允许误差的五分之一，完全可以开展II级K型热电偶的检定工作。7、二等伯铑10-伯热电偶标准装置的扩展的不确定度在上述中去掉u(e破项就可得到二等伯铑10-伯热电偶标准装置的扩展的不确定度u%；c度u%；c标，A扩展不确定度为U=kuc=2x4.5=.0=1.0,k=2九、计量标准测量不确定度验证用两支编号为2004-176和2004-177有合格证书的二等标准热电偶进行比对试验。检定时一支作标准(2004-176)一支作被检(2004-177)，检定锌、铝、铜三个固定点，检定完后，将被检的热电偶的检定结果和该热电偶送上级计量部门检定的结果进行比较。在本装置上检定的结果为a,上级部门检定的结果为按要求求出被检热电偶两组检定结果的最大差值。a-bA（修正后A=U）检定点锌铝铜上级检定结果(mV)b3.4505.86310.586本装置检定结果(mV)a3.443295.855761