计量统一标准关键技术报告数显表.doc

计量原则技术报告

计量原则名称 数字温度批示调节仪检定装置

计量原则负责人

建标单位名称（公章）

填写日期

目 录
一、建立计量原则目 - 1 -
二、计量原则工作原理及其构成 - 1 -
三、计量原则器及重要配套设备 - 2 -
四、计量原则重要技术指标 - 3 -
五、环境条件 - 3 -
六、计量原则量值溯源和传递框图 - 4 -
七、计量原则重复性实验 - 5 -
八、计量原则稳定性考核 - 6 -
九、检定或校准成果测量不拟定度评估 - 7 -
十、检定或校准成果验证 - 12 -
十一、结论 - 13 -
十二、附加阐明 - 13 -

一、建立计量原则目
温度是热电生产中重要且数量较多物理量，而数字温度批示调节仪（简称数显表）是温度仪表终端变换和批示某些，数显表精确与否直接影响温度仪表达值精确性。为保证数显表批示精确，按国家计量管理工作关于规定，特建立数字温度批示调节仪检定装置。它重要用于我公司生产中使用数字温度批示调节仪定期检定，以保证温度量值传递精确可靠。

二、计量原则工作原理及其构成
检定期按下图将被检表、设备、导线等联接起来，然后通电预热15min，然后进行基本误差检定。检定点涉及上、下限值在内至少应有5个点，原则上均匀整十摄氏度点或整百摄氏度点，用增大和减少输入电量方式找出被检点附近转换点值，取其绝对值较大作被检点最大基本误差值。

＋
1
－
＋
3
－
. . . . . . .
2 . . .
. . . . . . .

补偿导线 铜 铜导线

补偿导线 铜导线

1. 被检仪表
2. 恒温器
3. 直流电位差计或原则直流电流源

R

1

2
铜导线

R
铜导线

R

铜导线

1. 被检仪表
2. 直流电阻箱

三、计量原则器及重要配套设备
计量原则器
名 称
型 号
测量范畴
不拟定度或精确度级别或最大容许误差
制造厂及
出厂编号
检定或
校准机构
检定周期或复校间隔
直流电位差计
UJ33a
(0-1.0555)V
0.05级
上海电工
0565
市计量所
1年
直流电阻箱
ZX25a
(0.1-11.11111)kΩ
0.02级
上海电工
88123809
市计量所
1年
综合校验仪
VD3000
(0-20)mA
(0-5)V
0.05级
西安特种仪表研究所
000307
市计量所
1年

重要配套设备
高压测量装置
FRC-M
(0-5)kV
±5%
武汉华英科技
省计量院
1年
兆欧表
ZC25-3
( 0-500)MΩ,
输出500V
1级
上海第六电表厂4-2611
市计量所
1年
补偿导线
S
/
修正值：+0.17℃
/
/
1年
补偿导线
E

修正值：+0.10℃
/
/
1年
秒表
SJ9-2
/
0.1s
上海手表五厂
38243
市计量所
1年
冰瓶
/
/
/
/
/
/

四、计量原则重要技术指标
经理论分析、计算及实验验证，本原则装置重要技术指标：
1、测量范畴：
数显表配热电偶使用时：(0～1300)℃，
数显表配热电阻使用时：（0.0～500）℃；
2、不拟定度：
数显表配热电偶使用时：U95 = 2℃，veff = 14，
数显表配热电阻使用时：U95 = 0.1℃，veff = 100。
五、环境条件
项 目
要 求
实际状况
结论
温 度
（20±2）℃
（20±2）℃
合格
湿 度
（45－75）%RH
（45－75）%RH
合格

六、计量原则量值溯源和传递框图
上级计量原则
基（标）准名称：单双两用电桥、
电位差计
不拟定度或
精确度级别或
最大容许误差：0.02级、0.01级
溯源单位：襄阳市计量检定测试所
基（标）准名称：多功能校准器
数字万用表
不拟定度或
精确度级别或
最大容许误差：Urel=0.05%，k=2
溯源单位：襄阳市计量检定测试所

比较法

本级计量原则
计量原则名称：数字温度批示调节仪检定装置
测量范畴：配热电偶用：(0～1300)℃，
配热电阻用：（0～500）℃
不拟定度或
精确度级别或
最大容许误差：配热电偶时：U95 = 2℃，veff = 14
配热电阻时：U95 = 0.1℃，veff = 100
比较法

工作计量器具

计量器具名称：配热电阻数字温度批示记录仪
测量范畴：（(0～500)℃
不拟定度或
精确度级别或
最大容许误差： 0.5级
计量器具名称：配热电偶数字温度批示记录仪
测量范畴：（(0～1300)℃
不拟定度或
精确度级别或
最大容许误差： 0.5级

七、计量原则重复性实验
原则装置：UJ33a 0.05级 上海电工仪器厂生产 编号0565
原则器： ZX25a 0.02级 上海电工仪器厂生产 编号88123809
在200℃示值处重复10次上行程测量数据如下：

实验时间
测量值（V）

测量次数

4月12日

4月15日

4月13日

4月17日
实验条件
21℃;55%RH
22℃;51%RH
20℃;56%RH
21℃;53%RH
1
200.1
200.1
199.9
199.9
2
200.1
200.0
200.0
200.0
3
200.0
200.1
200.1
200.1
4
199.9
199.9
199.9
199.9
5
199.9
199.9
199.9
199.9
6
200.0
200.1
200.1
200.0
7
200.1
200.0
200.0
200.1
8
200.1
200.1
200.0
200.0
9
200.0
200.1
200.1
200.0
10
199.9
199.9
199.9
199.9

200.01
200.02
199.99
199.98

0.0876
0.0919
0.0876
0.0789
结 论

备 注

实验人员
******
******
******
******
******
******
******
******

八、计量原则稳定性考核
在同样条件下测量，详细如下：
原则装置：UJ33a 0.05级 上海电工仪器厂生产 编号0565
原则器： ZX25a 0.02级 上海电工仪器厂生产 编号88123809
对被测数显表（0-250）℃上200℃点重复测量10次，数据如下：

考核时间
测量值（V）

测量次数

4月12日

4月15日

4月13日

4月17日
1
200.1
200.1
199.9
199.9
2
200.1
200.0
200.0
200.0
3
200.0
200.1
200.1
200.1
4
199.9
199.9
199.9
199.9
5
199.9
199.9
199.9
199.9
6
200.0
200.1
200.1
200.0
7
200.1
200.0
200.0
200.1
8
200.1
200.1
200.0
200.0
9
200.0
200.1
200.1
200.0

10
199.9
199.9
199.9
199.9

200.01
200.02
199.99
199.98
最大变化量
/
0.01
0.03
0.01
容许变化量
0.1
考核人员
******
******
******
******
******
******
******
******

九、检定或校准成果测量不拟定度评估
㈠ 配热电偶数字温度显示调节仪表达值误差测量成果测量不确度评估
1、概述
1.1 测量根据：JJG617—1996《数字温度批示调节仪检定规程》，按输入基准法进行测量。
1.2 测量原则：UJ33a型直流电位差计，0.05级。
1.3 测量环境条件：环境温度：（20±2）℃，相对湿度：（45～75）％
1.4 被测对象：测量范畴（0-1300）℃，精确度级别为1级，辨别率为1℃数显表，配用传感器为S分度热电偶。
1.5 测量过程：“示值基准法”进行测量，在仪表测量范畴内选取1200℃测量点，以上下行程作二个循环测量，以其平均值计算示值误差，作为测量成果。
1.6 评估成果使用：凡在符合上述条件状况下，普通可直接使用本不拟定度评估成果或依照本不拟定度评估办法和给出计算公式进行测量不拟定度计算。

2、数学模型
△t=td-ts (1)
式中：△t——仪表达值误差，℃；
td——仪表显示值，℃；
ts——UJ33a型直流电位差计所相应温度值，℃。

3、输入量原则不拟定度评估
3.1 输入量td原则不拟定度u(td)评估
输入量td原则不拟定度重要来源为仪表达值测量重复性和仪表显示值辨别力。
3.1.1 测量重复性导致原则不拟定度分量u(td1)
u(td1)可用“输入基准法”在同一转换点上通过持续测量得到测量列，采用A类办法进行评估。
在1200℃温度点上持续输入10次，原则电压11.951mV，数显仪表读数分别为：1199、1199、1199、1200、1201、1200、1199、1200、1201、1201℃。
此测量列平均值为： 1199.7℃
则单次实验原则偏差为：S=℃
u(td1)=0.9 ℃ ； 自由度：
3.1.2 仪表辨别力导致原则不拟定度分量u(td2)
u(td2)可以采用B类办法进行评估。由于仪表辨别力导致示值误差区间半宽为仪表显示辨别力值1/2。其分布为矩形分布，包括因子k=，因而
u(td2)=0.5/k=0.3℃。取不可靠性为10％，则自由度为(ttd2)==50。
3.1.3 输入量td原则不拟定度u (td)计算
由于td1和td2互相独立，因而
u(td)= =0.9℃
(td)==9
3.2 输入量ts原则不拟定度u（ts）评估：
输入量ts不拟定度重要来自0.05级UJ33a型直流电位差计输出误差。u（ts）采用B类办法进行评估，按矩形分布考虑，则包括因子K=,u(tS)=∣△∣/k，其中，△为UJ33a型直流电位差计输出值误差容许值。通过计算，相应于1200℃点标称电压值，UJ33a型直流电位差计输出值容许误差分别为：u（ts）=0.3℃取不可靠性为5％，则自由度为（ts）=200
4、合成原则不拟定度评估
4.1 敏捷系数
td敏捷系数c1=，ts敏捷系数c2=-1。
4.2 原则不拟定度汇总表
各输入量原则不拟定度汇总见下表：
原则不拟定度分量u(xi)
不拟定度来源
原则不拟定度（℃）
ci
∣ci∣u(xi) （℃）

U(td)

0.9
1

1.4
11
U(td1)
测量重复性
0.9

9
U(td2)
仪表显示辨别力
0.3

50
U(ts)
UJ33a型直流电位差计
0.3
-1
0.3
200
4.3 合成原则不拟定度和有效自由度计算
输入量td、ts互相间彼此独立，则合成原则不拟定度可按公式（2）计算：
uc= （2）
有效自由度可按公式（3）计算：
veff= （3）
经计算得到1200℃温度测量点合成不拟定度和有效自由度分别为：
uc =1℃，veff=14

5、扩展不拟定度评估
取置信概率p=95％,有效自由度veff取14，查t分度表得到t95(veff)=2.14,则扩展不拟定度U95=t95(veff)×uc计算得到温度测量点扩展不拟定度U95=2℃。

6、扩展不拟定度报告
该数显表在1200℃时扩展不拟定度为：
U95=2℃，veff=14

㈡ 配热电阻数字温度显示调节仪表达值误差测量成果测量不确度评估
1、概述
1.1 测量根据：JJG617—1996《数字温度批示调节仪检定规程》，按输入基准法进行测量。
1.2 测量原则：0.02级ZX25a 型直流电阻箱
1.3 测量环境条件：环境温度：（20±2）℃，相对湿度：（45～75）％
1.4 被测对象：本次评估测量对象为：测量范畴（0.0～199.9）℃，精确度级别为0.5级，辨别力为0.1℃，配用传感器为Pt100。
1.5 测量过程： “示值基准法”进行测量，在仪表测量范畴内选取5个测量点，分别为0.0℃、50.0℃、100.0℃、150.0℃、199.9℃五个温度点。以上下行程作二个循环测量，以其平均值计算示值误差，作为测量成果。
1.6 评估成果使用
凡在符合上述条件状况下，普通可直接使用本不拟定度评估成果或依照本不拟定度评估办法和给出计算公式进行测量不拟定度计算。

2、数学模型
△t=td-ts (1)
式中：△t——仪表达值误差，℃；
td——仪表显示值，℃；
ts——ZX25a型直流电阻箱输出值所相应温度值，℃。

3、输入量原则不拟定度评估
3.1 输入量td原则不拟定度u(td)评估
输入量td原则不拟定度重要来源为仪表达值测量重复性和仪表显示值辨别力。
3.1.1 测量重复性导致原则不拟定度分量u(td1)
u(td1)可用“输入基准法”在同一转换点上通过持续测量得到测量列，采用A类办法进行评估。
在温度为100.0℃点上测量仪表达值由99.9℃转换到期100.0℃时转换点值，在相似条件下重复测量10次，得到测量列Ri为：138.57Ω、138.58Ω、138.57Ω、138.57Ω、138.59Ω、138.56Ω、138.58Ω、138.58Ω、138.59Ω、138.57Ω。
此测量列平均值为：138.576Ω
则单次实验原则偏差为：S=，将其用温度值来表达则S=0.03℃
任选5台同样仪表，分别在量程10%、50%、90%附近进行重复性条件下持续10次测量，共得到15组测量列。每组测量列分别按上办法计算，得到单次实验原则偏差如表2所示。
表2
测量点
10%F.S
50% F.S
90%F.S
Sj(℃)
0．03
0．04
0．03
0．04
0．05
0．04
0．05
0．05
0.05
0．04
0．04
0.05
0．03
0．04
0.05
则合并样本原则偏差为：℃
实际测量状况是在重复性下持续测量4次（上下行程各一次，作为一种循环，进行2个循环测量），以4次测量平均值作为测量成果，则可得到：
℃ ； 自由度：
3.1.2 仪表辨别力导致原则不拟定度分量u(td2)
u(td2)可以采用B类办法进行评估。由于仪表辨别力导致示值误差区间半宽为仪表显示辨别力值1/2。其分布为矩形分布，则包括因子k=，因而
u(td2)=0.05/k=0.03℃。取不可靠性为10％，则自由度为 (ttd2)==50。
3.1.3 输入量td原则不拟定度u (td)计算
由于td1和td2互相独立，因而
u(td)= =0.04℃ ； (td)==148
3.2 输入量ts原则不拟定度u（ts）评估
输入量ts不拟定度重要来自于ZX25a型直流电阻箱输出值误差。
u（ts）采用B类办法进行评估，按矩形分布考虑，则包括因子K=,u(RS)=∣△∣/k,其中△为ZX25a型直流电阻箱输出值误差容许值。
通过计算，相应于0.0℃、50.0℃、100.0℃、150.0℃、199.9℃五个温度点标称电阻值，ZX25a型直流电阻箱输出值容许误差分别为：±0.02Ω、±0.0175Ω、±0.0197Ω、±0.0206Ω、±0.0239Ω。则各温度点上由于ZX25a型直流电阻箱输出值误差而导致原则不拟定度u（ts）见下表。
温度点（℃）
原则不拟定度u（RS）(Ω)
以温度值表达原则不拟定度u（ts）（℃）
0.0
0.0115
0.03
50.0
0.0101
0.03
100.0
0.0114
0.03
150.0
0.0119
0.03
199.9
0.0138
0.04
取不可靠性为5％，则自由度为（ts）=200
4、合成原则不拟定度评估
4.1 敏捷系数：td敏捷系数c1=，ts敏捷系数c2=-1。
4.2 原则不拟定度汇总表
原则不拟定度分量u(xi)
不拟定度来源
原则不拟定度（℃）
ci
∣ci∣u(xi) （℃）

U(td)

0.04
1
0.04
148
U(td1)
测量重复性
0.02

U(td2)
仪表显示辨别力
0.03

U(ts)
ZX25a型直流电阻箱输出值允差
温度点
原则不拟定度
-1

200
0.0
0.03
0.03
50.0
0.03
0.03
100.0
0.03
0.03
150.0
0.03
0.03
199.9
0.04
0.04
4.3合成原则不拟定度和有效自由度计算
输入量td、ts互相间彼此独立，则合成原则不拟定度可按公式（2）计算：
uc= （2）
有效自由度可按公式（3）计算：
veff= （3）
经计算得到上述各温度测量点合成不拟定度和有效自由度见表5所示。

5、扩展不拟定度评估
取置信概率p=95％,有效自由度veff取100，查t分度表得到t95(veff)=1.984,则扩展不拟定度U95=t95(veff)×uc计算得到温度测量点扩展不拟定度见表6所示。
表5
温度测量点（℃）
合成不拟定度uc（℃）
有效自由度veff
0.0
0.05
293
50.0
0.05
293
100.0
0.05
293
150.0
0.05
293
199.9
0.06
430

表6
温度测量点（℃）
扩展不拟定度U95（℃）
0.0
0.1
50.0
0.1
100.0
0.1
150.0
0.1
199.9
0.1

6、扩展不拟定度报告
仪表在上述各温度测量点上示值误差校准成果测量不拟定度报告可按表7方式给出。
表7
温度测量点（℃）
U95（℃）
veff
0.0
0.1
100
50.0
0.1
100
100.0
0.1
100
150.0
0.1
100
199.9
0.1
100

十、检定或校准成果验证
选一种（0-300）℃1.0级数显批示仪，经外单位检定，检定成果与本原则器检定成果对例如下表：

受检点（℃）
外单位检定成果
本原则器组检定成果
差值（℃）
0
0
0
0
50
49
49
0
150
149
149
0
250
249
249
0
300
300
300
0

最大差值为0℃＜0.1℃= U95
符合规定！

十一、结论

本装置技术规定符合国家量传系统表及数字温度批示仪检定规程规定，可以开展对各种数字温度显示记录仪表检定。

十二、附加阐明
本技术报告编写重要根据：
1、《数字温度批示调节仪》 (JJG617-1996 )
2、《工业过程测量记录仪》 (JJG74-)
3、《计量原则考核规范》 (JJF 1033-)