工业铂铜热电阻检定规程演示文稿

工业铂铜热电阻检定规程演示文稿1当前第1页\共有61页\编于星期日\22点一、新规程解读二、相关计算三、不确定度分析四、建标及标准复查2当前第2页\共有61页\编于星期日\22点一、新规程解读1、范围工业铂热电阻（-200～850）℃3.851×10-3℃-1工业铜热电阻（-50～150）℃4.280×10-3℃-1首次检定、后续检定、使用中检验3当前第3页\共有61页\编于星期日\22点2、引用文献IEC60751(2008)工业铂热电阻及其传感器JB/T8623-1997工业铜热电阻技术条件及分度表4当前第4页\共有61页\编于星期日\22点

5当前第5页\共有61页\编于星期日\22点4、概述4.1组成工业铂铜热电阻由装在保护管内的一个或多个铂、铜热电阻感温元件组成，包括内部连接线以及用来连接电测量仪表的外部端子（不包括测量、显示装置）。可含安装固定用的装置和接线盒。但不含可分离的保护管或安装套管。6当前第6页\共有61页\编于星期日\22点4.2温度特性铂热电阻的电阻-温度关系（-200~0）℃的温度范围

Rt=R0［1+At+Bt2+C(t-100)t3］W=Rt/R0=1+At+Bt2+C(t-100)t3（0~850）℃的温度范围

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℃-47当前第7页\共有61页\编于星期日\22点5、计量性能要求5.1允差表1线绕元件和膜式元件8当前第8页\共有61页\编于星期日\22点关于“有效温度范围”1、来源于IEC60751:2008—temperaturerangeofvalidity2、有效温度范围与允差等级同时使用；

3、有效温度范围通常小于测量范围；4、在检定工作中，上、下限是指有效温度的上、下限。9当前第9页\共有61页\编于星期日\22点5.2稳定性铂热电阻在经历最高工作温度672h后，其R0值的变化换算成温度后不得大于表1规定的0℃允差的绝对值。理解：672h=28×24h“R0值的变化”---应为绝对值

10当前第10页\共有61页\编于星期日\22点6、通用技术要求根据测量电路的要求，热电阻可以有二、三、四线制的接线方式，其中A级和AA级的热电阻必须是三线制或四线制的接线方式。6.2绝缘电阻感温元件与外壳之间、各感温元件之间常温绝缘电阻：不小于100MΩ高温绝缘电阻11当前第11页\共有61页\编于星期日\22点工业热电阻标识举例1×Pt100/A/4/-150/+5001支感温元件铂热电阻标称阻值100Ω允差等级A（有效温度范围?)4线制接线下限温度-150℃上限温度500℃12当前第12页\共有61页\编于星期日\22点7、计量器具控制原则：标准器、电测仪器以及配套设备引入的扩展不确定度换算成温度不大于被检热电阻允差绝对值的1/4（或1/3）。检定设备（1）主标准器

设备名称技术要求用途备注标准铂电阻温度计（-196～660）℃二等用比较法检定时的参考标准也可用满足不确定度要求的其它标准温度计13当前第13页\共有61页\编于星期日\22点7、计量器具控制检定设备（2）电测设备（例）

设备名称技术要求用途备注电测仪器（电桥或可测量电阻的数字多用表）被检热电阻等级电测仪器等级测量标准铂电阻和被检热电阻的阻值1、电测仪器的量程应与被测量相适应；2、保证被测量分辨力换算成温度后不低于0.001℃；3、测量电流引起的温升尽可能小。AA级、A级0.005级及以上等级B级、C级0.02级及以上等级14当前第14页\共有61页\编于星期日\22点7、计量器具控制检定设备（3）恒温源

设备名称技术要求用途备注冰点槽U≤0.04℃,k=20℃也可用恒温槽恒温槽温度范围：（-50～300）℃水平温场：≤0.01℃垂直温场：≤0.02℃温度变化：不大于0.04℃/10min300℃以下恒温源足够的插入深度高温炉温度范围：（300～850）℃测量区域温差不大于热电阻上限温度允差的1/8300℃以上恒温源也可用其它高温源液氮杜瓦瓶或液氮比较仪/196℃低温源/15当前第15页\共有61页\编于星期日\22点7、计量器具控制检定设备（4）其它

设备名称技术要求用途备注转换开关接触电势≤1.0μV多支热电阻用转换器电流换向水三相点瓶/核查标准铂电阻温度计的Rtp/绝缘电阻表直流电压：（10～100）V10级测量绝缘电阻/16当前第16页\共有61页\编于星期日\22点关于电测设备和水三相点瓶的使用（1）被检热电阻为A级、AA级电测必须是0.005级及以上（建议Rtp经常在三相点瓶中重测）；（2）被检热电阻为B、C级可以使用0.02级及以上电测；17当前第17页\共有61页\编于星期日\22点7、计量器具控制环境条件温度：（15～35）℃湿度：（30～80）%RH

同时要满足电测设备对环境的要求18当前第18页\共有61页\编于星期日\22点7、计量器具控制7.2检定项目检定项目首次检定后续检定使用中检验外观+++绝缘电阻常温+++高温*--稳定性*--允差0℃+++允差等级规定的上限（或下限）或100℃（首选100℃）++-19当前第19页\共有61页\编于星期日\22点7.3检定方法外观检查绝缘电阻的测量

（1）感温元件与保护管之间的绝缘电阻

（2）多个感温元件之间的绝缘电阻注意：绝缘电阻表直流电压的选择（常温100V，高温10V）20当前第20页\共有61页\编于星期日\22点7.3检定方法稳定性试验(1)测量R0

(2)在最高工作温度保持672h

(3)再次测量R021当前第21页\共有61页\编于星期日\22点7.3检定方法允差的检定检定点的选择

“各等级热电阻的检定点均应选择0℃和100℃，并检查α的符合性。当Δα不符合要求时，仍需进行上限（或下限）的温度检定（首选上限）。”“取消300℃点变通”22当前第22页\共有61页\编于星期日\22点7.3检定方法允差的检定热电阻阻值的测量方法（1）接线：标准和被检均应采用4线制的测量方法

23当前第23页\共有61页\编于星期日\22点24当前第24页\共有61页\编于星期日\22点（2）测量时的要求：A:测量热电阻时应采取电流换向；B:应在尽可能短的时间内采用交替测量标准铂电阻和被检热电阻的办法；C:交替重复不少于4次；D:对保护管可拆卸的热电阻，需要拆除保护管；25当前第25页\共有61页\编于星期日\22点7.3.4.3R0的检定（1）在冰点槽或具有0℃的恒温槽（偏差不超过±0.2℃）中进行；（2）标准器、被检热电阻交替读数，不少于4次；26当前第26页\共有61页\编于星期日\22点7.3.4.3R0的检定（3）R0的计算计算冰点槽偏离0℃的值：计算被检热电阻在0℃的阻值:计算被检热电阻在0℃的温度偏差：27当前第27页\共有61页\编于星期日\22点标准器读数平均值标准器Rtp值标准铂电阻在0℃电阻比标准铂电阻在0℃电阻比值对温度的变化率冰点槽偏离0℃的值来自于标准器证书或在三相点瓶中重测得到可由标准器证书数据计算得出28当前第28页\共有61页\编于星期日\22点被检热电阻在0℃时的电阻值被检热电阻读数平均值冰点槽偏离0℃的值被检热电阻在0℃时电阻值对温度的变化率被检热电阻在0℃的温度偏差被检热电阻在0℃的标称电阻值29当前第29页\共有61页\编于星期日\22点7.3.4.4R100的检定（1）恒温槽的温度应控制在检定点附近，不应超过±2℃；（2）恒温槽在10min内温度变化不超过±0.02℃；（3）标准器、被检热电阻交替读数，不少于4次；30当前第30页\共有61页\编于星期日\22点（4）R100的计算计算恒温槽偏离100℃的值：计算被检热电阻在100℃的电阻值：计算被检热电阻在100℃的温度偏差值：31当前第31页\共有61页\编于星期日\22点0、R100的合格判定(1)由被检热电阻在0℃、100℃的温度偏差，依据规程表1进行判断；32当前第32页\共有61页\编于星期日\22点(2)由被检热电阻在0℃、100℃的电阻值，依据规程表5进行判断；33当前第33页\共有61页\编于星期日\22点实际电阻温度系数α的要求（1）计算α值（2）Δα=α-α标称（3）查规程表6注意：表6中Δα的允许范围与Δt0相关34当前第34页\共有61页\编于星期日\22点表635当前第35页\共有61页\编于星期日\22点Δα的允许范围PRTAA级（修约至小数点后7位）A级（修约至小数点后7位）B级（修约至小数点后6位）C级（修约至小数点后6位）CRT（修约至小数点后6位）36当前第36页\共有61页\编于星期日\22点数据处理中的要求恒温槽温度的控制：检定0℃时，在0.0℃±0.2℃；

检定100℃时，在100℃±2℃。

是为了避免在温度值与电阻值的换算过程中因直接采用0℃和100℃的dR/dt带来的影响。

和

的计算结果修约到1mΩ；AA级修约到0.1mΩ。

是为了减少修约带来的误差。Δα的取值按规程中的范围函数计算得到，其中AA级和A级修约至10-7，B级、C级和铜热电阻修约至10-6。37当前第37页\共有61页\编于星期日\22点7.4检定结果的处理7.5检定周期最长不超过1年合格检定证书不合格检定结果通知书（注明不合格项）38当前第38页\共有61页\编于星期日\22点二、相关计算标准铂电阻温度计W和dW/dt计算1、现有的标准铂电阻检定证书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自热效应(mK)1.939当前第39页\共有61页\编于星期日\22点2、计算任意温度t对应的标准铂电阻值R

40当前第40页\共有61页\编于星期日\22点3、计算标准铂电阻W和dW/dt例：计算300℃时的W和dW/dt(1)t=300R300W300=R300/Rtp(2)dW/dt(t=300)=(W301-W299)/(301-299)41当前第41页\共有61页\编于星期日\22点三、不确定度分析不确定分量来源：1、二等标准铂电阻温度计：复现性、周期稳定性、自热2、电测设备3、恒温设备的波动和温场不均匀4、被检热电阻自热5、重复性(EXCEL)42当前第42页\共有61页\编于星期日\22点0℃测量的标准不确定度汇总

标准不确定度不确定度来源

标准不确定度值/mK灵敏系数不确定分量

116.53测量重复性0.79插孔间温差

0.00电测设备误差

16.25自热影响

2.95-16.5122.04标准铂电阻复现性

1.94电测设备误差0.00，21.06自热影响2.31标准铂电阻稳定性

5.7743当前第43页\共有61页\编于星期日\22点100℃测量的标准不确定度汇总标准不确定度不确定度来源

标准不确定度值/mK灵敏系数不确定分量

124.23测量重复性0.57插孔间温差

8.16电测设备误差

22.60自热影响

3.04-18.6729.27标准铂电阻复现性

1.32电测设备误差2.84，28.10自热影响0.00标准铂电阻稳定性

8.0844当前第44页\共有61页\编于星期日\22点合成不确定度Rtp由测量得到时0℃：uc=17.77mK，νeff=50100℃：uc=25.73mK，νeff=50Rtp由检定证书得到时0℃：uc=27.55mK，νeff=100100℃：uc=38.00mK，νeff=10045当前第45页\共有61页\编于星期日\22点扩展不确定度取估计值的置信概率为95％。Rtp由测量得到时0℃：U95=2.01×17.77=36mK，k95=t95(50)=2.01

100℃：U95=2.01×25.73=52mK，k95=t95(50)=2.01

Rtp由检定证书得到时0℃：U95=1.98×27.55=55mK，k95=t95(100)=1.98

100℃：U95=1.98×38.00=75mK，k95=t95(100)=1.9846当前第46页\共有61页\编于星期日\22点四、对新建标准及标准复查的影响1、设备配置A级、AA级——0.005级电测+水三相点瓶B级、C级——0.02级及以上电测2、开展项目的温度范围

标准铂电阻温度计+恒温设备——交集例：标准铂电阻温度计（0～420）℃

恒温设备（-30～300）℃

开展项目的温度范围（0～300）℃3、重新进行不确定度分析47当前第47页\共有61页\编于星期日\22点谢谢欢迎大家相互交流学习徐兴业48当前第48页\共有61页\编于星期日\22点五、其它资料49当前第49页\共有61页\编于星期日\22点测量不确定度评估数学模型0℃：100℃：50当前第50页\共有61页\编于星期日\22点以A级铂热电阻的测量为例。输入量Δti、Δth

（含Ri和Rh）来源：Ri、Rh测量重复性，插孔之间的温差，电测设备，测量电流引起的自热。输入量Δt*i和Δt*h（含R*i和R*h

、Rtp和WS0

、WS100

）来源：测量重复性，电测设备，测量电流引起的自热和标准铂电阻温度计周期稳定性。

不确定度分量51当前第51页\共有61页\编于星期日\22点检定装置的符合性A级允差Δt0max=±0.15℃Δt100max=±0.35℃U95(0℃)<0.15/4=37.5mKU95(100℃)<0.35/4=87.5mK如果测量标准铂电阻温度计的电阻值R*(t)，计算WS(t)时，R*tp由检定证书得到。则U95(0℃)=55mK，大于0.15/4，不符合要求。A级铂电阻的检定，须用同一台电测设备测量R*i和R*tp

。否则，应使用0.005级及以上的电测仪器。52当前第52页\共有61页\编于星期日\22点工业热电阻的构成电阻体绝缘套管接线盒53当前第53页\共有61页\编于星期日\22点铂电阻性能稳定

铂电阻长时间稳定的复现性可达10-4K，是目前测温复现性最好的一种温度计。因此可使用统一的铂热电阻分度表，而不必在每个温度点上进行复杂的计算。

铂电阻的精度与铂的提纯程度有关百度电阻比W（100）越高，表示铂丝纯度越高，国际实用温标规定，作为标准器的铂电阻，W（100）≥1.3925目前技术水平已达到W（100）＝1.3930，工业用铂电阻的纯度W（100）为1.387～1.390。54当前第54页\共有61页\编于星期日\22点工业铂电阻的分类工业铂电阻的引线常被制成薄膜铂电阻绕线铂电阻二线三线四线常见的工业铂电阻的感温元件为：55当前第55页\共有61页\编于星期日\22点薄膜电阻感温元件示意图56当前第56页\共有61页\编于星期日\22点绕线铂电阻元件结构示意图返回57当前第57页\共有61页\编于星期日\22点热电阻的插入深度要求无论是在一种介质或不同介质之间，只要存在温度梯度，传热就会发生。热量传递的方式可以是导热、对流或辐射。导热是当固体或静止流体介