二等铂电阻温度计标准装置建标报告

..建立测量标准技术报告标准名称二等标准铂电阻温度计标准装置计量技术机构编写年月日审核年月日目次一、测量标准概述………………〔3二、测量标准性能………………〔4三、构成测量标准的测量器具及配套设备……〔5四、检定人员……………………〔6五、校准〔检定环境条件……〔6六、测量标准不确定度的评定…………………〔7七、测量标准重复性…………〔10八、测量标准稳定性…………〔12九、测量标准不确定度的验证………………〔14十、结论………〔15十一、附录……………………〔15..一、测量标准概述1、建立测量标准的目的、意义及用途工业铂电阻温度计广泛用于温度测量,它的准确性与稳定性将直接影响其测温准确度。为保证公司军、民品高低温试验箱温度及温度传感器测量的准确,量值统一,建立该标准装置,开展工业铂电阻/铜电阻温度计的检定工作。2、测量标准的组成及工作原理该套工业铂电阻/铜电阻温度计检定装置主要由二等标准铂电阻温度计、冰点槽、油槽、数字多用表、扫描开关和控制器等组成。它是利用铂电阻电阻值随温度而变化的特性来测温的原理,冰点槽、油槽用来复现相应物质的固定点的温度。3、检定方法按照JJG229-1998工业铂、铜热电阻检定规程中的要求在0℃/100℃或300℃点,通过测量二等标准铂电阻与被检热电阻在各检定点的阻值,得出检定点的设定温度与实际温度偏差Δt〔℃,经修正得出被检热电阻在各检定点的热电阻值,查表计算得出分度偏差,从而判定其合格与否。测量原理如下图1：三线/四线转换器冰点槽/油槽34420A数字表三线/四线转换器冰点槽/油槽34420A数字表TZ·SC-03控制器标准与被检标准与被检打印机计算机GP-IB卡打印机计算机GP-IB卡工业铂电阻/铜电阻温度计检定装置设备组成示意图14、依据的检定规程JJG229—1998工业铂、铜热电阻二、测量标准性能1、测量范围0℃～419.5272、扩展不确定度评定点：Pt1000℃：U0=23mK〔k100℃U100=30mK〔k..三、构成测量标准的测量器具及配套设备测量器具名称型号规格出厂编号生产国别厂家研制或购进时间测量范围允许误差极限校准<检定>机构校准<检定>时间校准<检定>证书号二等标准铂电阻温度计N86620XX〔0～419.527℃U=〔～6.8mK304所2006.10.1820069191配套设备数字多用表34420A4200131720XX〔0～1000Ω±〔0.006%x+0.0002%xm221厂理化计量中心2020060551低电势扫描器/控制器TZ·SC-03A204307320XX≤0.4μV221厂理化计量中心20060511冰点槽RTS-601649920XX〔-60～95℃±0.01℃221厂理化计量中心20060523油槽HTS-300A8000161420XX〔95～300℃±0.01℃221厂理化计量中心20060521兆欧表ZC25-47-0803〔0～1000MΩ±10%0301校准实验室20060021..四、检定人员姓名技术职称从事本专业年限检定专业项目检定员证号五、校准〔检定环境条件项目名称要求实际情况温度〔15～35℃〔15～35℃湿度＜80%RH〔35～75%RH介质无腐蚀有害气体无腐蚀有害气体六、测量标准不确定度的评定1、输出量二等标准铂电阻温度计检定装置分别测出被检工业铂热电阻/铜热电阻温度计在0℃/100℃或300℃温度点上的电阻值Ri〔t℃,查表计算得出分度偏差,从而判定其合格与否。2、输出模型R〔t=Ri－〔dR/dt×Δt式中：Ri——被检热电阻在温度ti时的电阻值〔Ω；dR/dt——温度ti时电阻变化率〔Ω/℃。Δt——Δt=3、不确定度来源3.1二等标准铂电阻温度计的分度传递引入的标准不确定度u13.2标准铂电阻温度计不稳定引入的标准不确定度u23.3电测设备引入的标准不确定度u33.4冰点槽和油槽不均匀温场引入的标准不确定度u43.5测量重复性引入的标准不确定度u54、标准不确定度的评定4.1二等标准铂电阻温度计的分度传递引入的标准不确定度u1二等标准铂电阻温度计的传递标准,其符合正态分布。二等标准铂电阻温度计在0℃时的不确定度为0mK；100℃时的不确定度为6.8mK。取置信水平为0.99,k=2.58。则：0℃：u1=0〔mK；100℃：u1=6.8/2.58=2.64〔mK4.2二等标准铂电阻温度计不稳定引入的标准不确定度u2二等标准铂电阻温度计在0℃时为6mK,100℃时为4.65mK,其符合正态分布。取置信水平为0.99,k=2.58则：0℃：u2=6/2.58=2.32〔mK；100℃：u2=4.65/2.58=1.80〔mK4.3电测设备引入的标准不确定度u3数字多用表34420A测量电阻档100Ω,测量精度为：Δ=±〔0.0060%×读数+0.0002%×量程；二等标准铂电阻温度计阻值分别为R〔0℃=25Ω、R〔100℃=35Ω,分别代入得出0℃、100℃测量精度为：±0.0017Ω、±0.0023Ω。而标准电阻温度计在0℃的〔dR/dt=0.0999Ω/℃、100℃的〔dR/dt=0.0969Ω/℃假设为均匀分布,包含因子取k=,则：0℃：u3=〔/=9.8〔mK；100℃：u3=〔/=13.7〔mK4.4冰点槽和油槽不均匀温场引入的标准不确定度u4冰点槽水平温差≤0.01℃,按B类评定,假设为均匀分布,区间半宽度a=5mK,油槽水平温差为≤0.01℃,按B类评定,假设为均匀分布,区间半宽度a=5mK,包含因子取k=,则此项的标准不确定度,0℃u4=5/=2.89〔mK、100℃u4=5/=2.89〔mK4.5测量重复性引入的标准不确定度u5序号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检定点：0℃。取六次测量,按贝塞尔公式计算得出标准不确定度：单位：Ω则：u5===0.397×10-3〔Ω/0.0999〔Ω/℃=4mK检定点：100℃。测量6次,按贝塞尔公式计算得出标准不确定度：单位：Ω。序号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则：u5===0.4×10-3〔Ω/0.0969〔Ω/℃=4.1mK5、合成标准不确定度ucuC=〔u12+u22+u32+u421/20℃时：uC=11.2〔mK100℃时：uC=6、扩展不确定度U取置信概率p=0.95,查t分布表k=2则：U=kuC、0℃时：U=23〔mK100℃时：U=七、测量标准重复性测量标准的重复性用实验标准偏差sn〔E表征。选择一只工业A级铂电阻,Pt100、编号为2#,分别在0℃、100℃点重复测量n=6次,得到6个观测值Ei见下表：测量点：0℃单位：Ω序号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则：sn〔E=〔2.87×10-6/51/2=0.0075〔Ω/0.3910〔Ω/℃=2.0〔mK〔被检铂电阻在0℃的〔dR/dt=0.3910Ω/℃而2uc/3＝〔7.5mK则：sn〔E＜2uc/3,符合标准的要求。七、测量标准重复性测量点：100℃单位：Ω序号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则：sn〔E=〔49.82×10-6/51/2=0.0032〔Ω/0.3790〔Ω/℃=8.4〔mK〔被检铂电阻在100℃的〔dR/dt=0.3790Ω/℃而2uc/3＝〔9.9mK则：sn〔E＜2uc/3,符合标准的要求。八、测量标准稳定性测量标准的稳定性用实验室标准偏差sm〔E表征,选取一只工业A级铂电阻,分度号为：Pt100,编号：2#,每隔3个月考核一次,每次测量n次〔n=6,分别计算测量平均值n,共考核m〔m=4个月,计算m个平均值m,计算出m的实验室标准偏差作为长期稳定性数据,评定点0℃,列表如下：单位：Ω序号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则：Sm=〖〔ni－m2/m-1〗1/2=0.0007Ω/0.3910〔Ω/℃=1.8mK＜uc〔11.2mK本标准装置稳定性符合要求。八、测量标准稳定性评定点100℃,列表如下：单位：Ω序号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则：Sm=〖〔ni－m2/m-1〗1/2=0.0007Ω/0.3790〔Ω/℃=1.8mK＜uc〔14.9mK本标准装置稳定性符合要求。九、测量标准不确定度的验证该检定装置的标准不确定度评定后,对得到的合成标准不确定度uc进行验证,验证方法：采用传递比较法。选取一只工业A级铂电阻、编号3#,进行测量标准不确定度的验证。选取评定点为:0℃、100℃。本套检定装置检定结果：0℃：y=R〔0℃=99.9986Ω、0302校准实验室检定结果y0=100.0061；则：∣y－y0∣=0.0075Ω/0