二等铂电阻温度计标准装置建标技术报告.doc

计量标准技术报告 计 量 标 准 名 称： 二等铂电阻温度计标准装置 计量标准负责人： 建标单位名称(公章)： 填 写 日 期： 2018年02月04日 目 录一、 建立计量标准的目的 ( 1 )二、计量标准的工作原理及其组成( 1 )三、计量标准器及主要配套设备 ( 2 )四、计量标准的主要技术指标 ( 3 )五、环境条件 ( 3 )六、计量标准的量值溯源和传递框图 ( 4 )七、计量标准的重复性试验 ( 5 )八、计量标准的稳定性考核 ( 6 )九、检定或校准结果的测量不确定度评定 ( 7 )十、检定或校准结果的验证 ( 22 )十一、结论 ( 23 )十二、附加说明 ( 23 )一、建立计量标准的目的为我市企事业单位的工业铂、铜热电阻温度计、标准水银温度计、工作用玻璃液体温度计提供量值溯源。二、计量标准的工作原理及其组成根据JJG 229-2010工业铂、铜热电阻检定规程的要求，本标准装置由数字多用表（2002型）和标准铂电阻温度计（SPK-450）组成，用数字多用表分别测量标准铂电阻温度计与被检铂热电阻温度计的电阻值经计算得被检铂热电阻的示值误差。同样将二等标准铂电阻温度计和被检玻璃液体温度计或标准水银温度计同时以全浸或局浸方式置于恒温槽中，待示值稳定后，分别读取标准温度计和被检温度计的示值，计算被检温度计的修正值。双金属温度计、压力式温度计、温度巡检仪原理均相同。计量标准器三、计量标准器及主要配套设备名称型号测量范围不确定度或准确度等级或最大允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标准铂电阻温度计WZPB-2（-189.3442419.527）二等2年数字多用表2010电阻:10100M直流电压:100mV1000V电阻：(1500ppmrdg + 4ppmF.S)直流电压：(41ppmrdg + 6ppmF.S)1年主要配套设备热电偶检定炉DTL-600（3001200）控温稳定度0.4/10min1年热电偶检定炉DTL-600（3001200）控温稳定度0.4/10min1年制冷恒温槽DTS-40（-40+100）温度波动度：0.01；温度均匀度：(水平0.01，垂直0.02)1年恒温油槽DTS-300（70300）温度波动度：0.01；温度均匀度：(水平0.01，垂直0.02)1年零度恒温器DTBH-010精度：00.11年多通道低电施扫描器DTZ-01- 四、计量标准的主要技术指标1.标准铂电阻温度计 型号：SPK-450 测量范围：（-189.3442419.527）精确度等级：二等2.数字多用表 型号：2002测量范围：100n1G最大允许误差：(17ppmrdg + 4ppmF.S)3.热电偶检定炉2个 型号：DTL-600 测量范围：（3001200）控温稳定度：0.4/10min4.制冷恒温槽 型号：DTS-40测量范围：（-40+100） 温度波动度：0.01；温度均匀度：(水平0.01，垂直0.02)5.恒温油槽型号：DTS-300测量范围：（70300）温度波动度：0.01；温度均匀度：(水平0.01，垂直0.02)6. 零度恒温器 型号：DTBH-01 精度：(00.03) 五、环境条件序号项目要求实际情况结论1温 度(205)(205)合 格2湿 度45%75%45%75%合 格 六、计量标准的量值溯源及传递框图上一级计量器具直接测量计量器具名称：工业铂、铜热电阻 测量范围：（-40419.527） 准确度等级： AA级及以下计量器具名称：标准水银温度计 测量范围：（-40300） 最大允许误差： MPE0.20计量器具名称：工作用玻璃液体温度计 测量范围：（-40400） 最大允许误差：MPE0.05计量器具名称：双金属温度计 测量范围：（-40400） 准确度等级： 1.0级及以下计量器具名称：压力式温度计 测量范围：（-20200） 准确度等级： 1.0级及以下计量器具名称：温度巡检仪 测量范围：（-40300） 最大允许误差：MPE0.1%FS1字计量标准名称：标准铂电阻温度计准确度等级：一等保存机构：省计量院计量标准名称：标准铂电阻温度计测量范围：（-189.3442419.527）准确度等级：二等直接测量本级计量器具下一级计量器具七、计量标准的重复性试验在规程规定的条件下，选取一支性能稳定的B级铂热电阻编号2654，用本标准检定装置对0时测量10次，以此对该标准装置的测量重复性进行考核。a)在0时次序测量结果()次序测量结果()1100.03256100.03262100.03227100.03243100.03218100.03224100.03249100.03215100.032310100.0325结论：si不大于测量不确定度评定中得到的不确定度，本标准装置的测量重复性符合要求。八、计量标准的稳定性考核计量标准的稳定性考核可选一稳定的被测对象，每隔2个月，用该计量标准进行一组10次的测量，取其算术平均值作为该组的测量结果。现选一台现选一支Pt100型、编号为1#的工业铂热电阻，据JJG229-2010在上述计量标准稳定性考核的定义下进行4组测量，检定结果如下表：检定点测量时间及结果(修正值)差 值2017年06月22日2017年08月22日2017年10月23日2017年12月22日0+0.005+0.006+0.006+0.0070.002100+0.127+0.126+0.126+0.1270.001从上表可得出：0最大差值为0.002, 100最大差值为0.001，此值不超过计量标准的合成不确定度,符合稳定性验证要求。 九、检定或校准结果的测量不确定度评定工业铂热电阻温度计测量结果的不确定度评定1概述1.1测量依据：JJG229-2010工业铂、铜热电阻检定规程。1.2测量标准：二等标准铂电阻温度计。电测设备为2002型数字多用表（200档精度为17ppmreading+4ppmrange）。规程规定检定A级铂热电阻电测设备应引入修正值，但用2002型数字多用表电测设备精度度已足够高，无需引入修正值。1.3被测对象：铂热电阻，测量点0、100，允许偏差见下表。铂热电阻允差等级温度0100A级0.150.35B级0.300.801.4测量参数与测量方法测量参数为0、100，比较法进行测量。比较法是将二等标准铂电阻温度计与铂热电阻同时插入冰点或恒温槽中，待温度稳定后通过测量标准与被检的值，由标准算出实际温度，然后通过公式计算得出被检的实际值。1.5环境条件 温度：（1535）、相对湿度80% 。1.6评定结果的使用在符合上述条件下的测量，一般可直接使用本不确定度的评定与结果。2 数学模型 （1）式中：温度时被检实际电阻值； 温度附近时被检测得的电阻值； 温度时被检温度计电阻值随温度的变化率； 检定槽温度偏离检定值，九、检定或校准结果的测量不确定度评定式中：温度时标准温度计的电阻值； 时标准温度计测得的电阻值； 温度时标准温度计电阻值随温度的变化率；令，则(1)式可得数学模型：3输入量的标准不确定度的评定3.1输入的标准不确定度的评定标准不确定度，记作，由4个不确定度分项构成。3.1.1 测量的重复性（A类标准不确定度）是由于热电势的变化、环境温度的波动、电源的波动、被检热电阻短期不稳定等因素引入的误差。为了简化，通过重复测量综合考虑。简称测量的重复性。本检定系统中用同一支标准、同一支被检温度计作等精度多次检定。重复性数据如下表：a)在0时次序测量结果()次序测量结果()1100.09446100.09472100.09627100.09563100.09548100.09434100.09429100.09545100.093610100.0968 九、检定或校准结果的测量不确定度评定a)在100时次序测量结果()次序测量结果()1138.70756138.71722138.70857138.71563138.71938138.70934138.71759138.70845138.719810138.70953.1.2 恒温油槽插孔之间的温差引入的标准不确定度分项 以恒温油槽的最大温差0.02作考虑，不确定度区间的半宽为0.020.379/=7.5810-3在区间内可认为均匀分布，3.1.3 电测设备引入的标准不确定度分项 对A级和B级铂热电阻：0时，不确定度区间半宽度为1001710-6+200410-6=0.0025，在区间内可认为均匀分布，0.0014九、检定或校准结果的测量不确定度评定100时，不确定度区间半宽度为138.511710-6+200410-6=0.0032，在区间内可认为均匀分布，0.00183.1.4 二等标准铂电阻温度计不确定度引入的标准不确定度分项0时，根据检定规程，的检定周期不稳定性为5mK，合电阻510-4，属正态分布，同理，100，根据检定规程规定它的检定周期不稳定性为12mK，合电阻1.6610-3，属正态分布，3.1.5 水三相点并复现0.01引入的标准不确定度分项 零度恒温器0的波动为0.01，为均匀分布，不确定度分量为：=0.01/=0.006，合电阻值2.3510-3。3.1.6 标准不确定度，即的计算在0时，对A级和B级铂热电阻：在100时，对A级和B级铂热电阻：3.2 的标准不确定度的评定标准不确定度，记作。的取值是由实验得出的平均值，与实际值有一定的差异。 时，对A级铂热电阻：由实验得出其不确定度为1.0210-3/，服从正态分布，/九、检定或校准结果的测量不确定度评定对B级铂热电阻：由实验得出其不确定度为1.9910-3/，服从正态分布，/时，对A级铂热电阻：由实验得出其不确定度为9.8510-4/，服从正态分布，/对B级铂热电阻：由实验得出其不确定度为2.010-3/，服从正态分布，/3.3 的标准不确定度的评定标准不确定度，记作，由3个不确定度分项构成。3.3.1 二等标准铂电阻温度计不确定度引入的标准不确定度分项0时，根据检定规程，的检定周期不稳定性为5mK，合电阻510-4，属正态分布，同理，100，根据检定规程规定它的检定周期不稳定性为12mK，合电阻1.6610-3，属正态分布，3.3.2 电测设备引入的标准不确定度分项由于是测量，即它们公用部分的不确定度可以抵消，因此产生影响的只是差值部分。0时，如果用自来水冻制的冰，它偏离0的最大偏差为0.03，相当于0.01。对A级和B级铂热电阻：0时，不确定度区间半宽度为0.011710-6+200410-6=0.0008，在区间内可认为均匀分布，0.0008/=0.0005100时，由于规程规定检定时偏离100点的最大偏差2，相当于0.8九、检定或校准结果的测量不确定度评定对A级和B级铂热电阻：不确定度区间半宽度为0.81710-6+200410-6=0.0008，在区间内可认为均匀分布，0.0008/=0.00053.3.3 三相点并复现0.01引入的标准不确定度分项根据经验数据，冰水混合物由于杂质含量等原因，0的偏差为0.01，为均匀分布，不确定度分量为0.01/=0.006，合电阻值2.3510-3， =2.3510-33.3.4 标准不确定度，即的计算对A级和B级铂热电阻：0时， 100时，3.4 的标准不确定度的评定标准不确定度，记作。的取值是由统计规律得出的平均值，与实际值有一定的差异。时，由实验得出其不确定度为8.9810-5/，服从正态分布，/时，由实验得出其不确定度为8.710-5/，服从正态分布，/九、检定或校准结果的测量不确定度评定4 合成标准不确定度的评定4.1 灵敏系数数学模型灵敏系数 0时，100时， 九、检定或校准结果的测量不确定度评定4.2 标准不确定度汇总表标准不确定度不确定度来源标准不确定度灵敏系数-A级铂热电阻0时：5.0810-3100时：7.6010-3B级铂热电阻0时：5.0810-3100时：7.6010-31A级铂热电阻0时：5.0810-3100时：7.6010-3B级铂热电阻0时：5.0810-3100时：7.6010-3测量的重复性0时：9.9210-4100时：5.7410-3恒温油槽插孔之间的温差引入4.3810-3电测设备引入A级铂热电阻0时：0.0014100时：0.0018B级铂热电阻0时：0.0014100时：0.0018二等铂热电阻温度计传递误差0时：1.6610-4100时：3.8710-4水三相点并复现0.01时引入2.3510-3九、检定或校准结果的测量不确定度评定取值误差A级铂热电阻0时：4.010-4/100时：3.310-4/B级铂热电阻0时：0.6610-3/100时：0.6710-3/0时：0.02100时：2A级铂热电阻0时：0.810-5100时：6.610-4B级铂热电阻0时：1.310-5100时：1.3410-3A级铂热电阻0时：2.4110-3100时：3.4310-3B级铂热电阻0时：2.4110-3100时：3.4310-30时：3.91100时：3.91A级铂热电阻0时：9.4210-3100时：1.3410-2B级铂热电阻0时：9.4210-3100时：1.3410-2二等标准铂电阻温度计传递误差0时：1.6610-4100时：3.8710-4电测设备引入A级铂热电阻0时：0.0005100时：0.0005B级铂热电阻0时：0.0005100时：0.0005水三相点并复现0.01时引入2.3510-3的取值误差0时：2.9910-5/100时：2.910-5/0时：-0.08100时：-7.820时：0.2410-5100时：2.210-4 九、检定或校准结果的测量不确定度评定4.3 合成标准不确定度的计算A级铂热电阻：0时，100时，B级铂热电阻：0时，100时，5 扩展不确定度的评定对A级铂热电阻：0时，取扩展不确定度：换算成温度同样地：对A级铂热电阻：100时， 对B级铂热电阻：0时，对B级铂热电阻：100时，6 扩展不确定度的报告与表示铂热电阻测量结果的扩展不确定度为：对A级铂热电阻：0时， 0.056 ；k=2100时，0.077 ；k=2 对B级铂热电阻：0时， 0.056 ；k=2100时，0.079 ；k=2九、检定或校准结果的测量不确定度评定标准水银温度计/工作用玻璃液体温度计/温度巡检仪 测量结果的不确定度评定1. 概述1.1 测量方法：依据国家检定规程JJG130-2011工作用玻璃液体温度计检定规程及JJG161-2010标准水银温度计。1.2 测量标准：二等标准铂电阻温度计。电测设备为2002型数字多用表（200档精度为17ppmreading+4ppmrange）。规程规定检定A级铂热电阻电测设备应引入修正值，但用2002型数字多用表电测设备精度度已足够高，无需引入修正值。1.3 环境要求：室温（1535）。1.4 被测对象：工作用玻璃液体温度计与标准水银温度计/工作用玻璃液体温度计/温度巡检仪测量方法相似，误差来源相同。以测量范围（50100），分度值0.1，浸没方式为全浸式，感温体为水银，最大允许误差（MPE）0.2的工作用玻璃液体棒式温度计为代表分析对象。1.5 测量过程：依据检定过程，将二等标准铂电阻温度计和被检工作用玻璃液体温度计同时以全浸方式置于恒定温度的恒温槽中，待示值稳定后，分别读取二等标准铂电阻温度计和被检温度计的示值，计算被检温度计的修正值。2. 检定工作用玻璃液体温度计修正值的数学模型 式中： -工作用玻璃液体温度计的修正值； -二等标准铂电阻温度计的示值； -工作用玻璃液体温度计的示值；分量的灵敏度系数为1；分量的灵敏度系数为-1。3. 标准不确定度评定3.1 输入量的标准不确定度输入量的标准不确定度的主要来源是二等标准铂电阻温度计和恒温槽温场不均匀、温度波动等方面，具体评定如下：a) 二等标准铂电阻温度计不确定度引入的标准不确定度分项二等标准铂电阻温度计检定周期不稳定性为12mK，按反正态分布处理，则其标准不确定度为=0.012/3=0.004b) 由恒温槽温场不均匀引入的标准不确定度，用B类标准不确定度评定恒温槽温场最大温差为0.02，则不确定度区间半宽为0.01，按均匀分布处理，则其标准不确定度为九、检定或校准结果的测量不确定度评定c) 由恒温槽温度波动引入的标准不确定度，用B类标准不确定度评定恒温槽温场稳定性为0.02/10min，则不确定度区间半宽为0.02，按均匀分布处理，则其标准不确定度为由上可知，因为、互不相关，所以输入量的标准不确定度3.3 输入量的标准不确定度输入量的标准不确定度的主要来源是被检温度计示值重复性、包含了读数分辨力、读数时视线不垂直以及仪器本身重复性等方面引入的标准不确定度，具体评定如下：取一支被检温度计作为对象，以全浸方式与二等标准铂电阻温度计同时以放入恒定温度为90的恒温槽中，待示值稳定后，进行10次等精度测量，分别计算其修正值，所得结果如表1所示：表1 单位：0.02-0.020.040.000.02-0.020.020.040.020.00平均值-0.0204.2 合成标准不确定度以上各项标准不确定度分量互不相关，其合成标准不确定度为4.3 扩展不确定度取置信因子k=2时，则扩展不确定度为=0.028九、检定或校准结果的测量不确定度评定双金属温度计/压力式温度计/测量结果的不确定度评定1. 概述1.1 测量方法：依据国家检定规程JJG226-2001双金属温度计及JJG310-2002压力式温度计。1.2 测量标准：二等标准铂电阻温度计。电测设备为2002型数字多用表（200档精度为17ppmreading+4ppmrange）。规程规定检定A级铂热电阻电测设备应引入修正值，但用2002型数字多用表电测设备精度度已足够高，无需引入修正值。1.3 环境要求：室温（1535）。1.4 被测对象：双金属温度计与压力式温度计，测量方法相似，误差来源相同。以测量范围（0100），分度值2，1.5级的温度计为双金属温度计代表分析对象。1.5 测量过程：依据检定过程，将二等标准铂电阻温度计和被温度计同时置于恒定温度的恒温槽中，待示值稳定后，分别读取二等标准铂电阻温度计和被检温度计的示值，计算被检温度计的修正值。2. 检定工作用玻璃液体温度计修正值的数学模型式中： -双金属温度计的修正值； -二等标准铂电阻温度计的示值； -双金属温度计的示值；分量的灵敏度系数为1；分量的灵敏度系数为-1。3. 标准不确定度评定3.1 输入量的标准不确定度输入量的标准不确定度的主要来源是二等标准铂电阻温度计和恒温槽温场不均匀、温度波动等方面，与工作用玻璃温度计相同，故：3.3 输入量的标准不确定度被检温度计示值重复性、包含了读数分辨力、读数时视线不垂直以及仪器本身重复性等方面引入的标准不确定度，具体评定如下：取一支被检温度计作为对象，以全浸方式与二等标准铂电阻温度计同时以放入恒定温度为90的恒温槽中，待示值稳定后，进行10次等精度测量，分别计算其修正值，所得结果如表2所示：九、检定或校准结果的测量不确定度评定表2 单位：+0.2+0.2+0.4+0.4+0.6+0.4+0.4+0.6+0.6+0.4平均值0.424.2 合成标准不确定度以上各项标准不确定度分量互不相关，其合成标准不确定度为4.3 扩展不确定度取置信因子k=2时，则扩展不确定度为十、检定或校准结果的验证取一支A级工业铂热电阻送上一级计量单位进行检定，与本标准装置的测量结果进行比对，以此来对本计量标准装置进行测量不确定度验证；结果见下表。比对样品名称工业铂热电阻型 号Pt100、四线制编 号自编：104比对单位揭阳市质量计量监督检测所比对单位华南国家计量测试中心比对环境条件温度：22 ；相对湿度：70 %比对环境条件温度：(205)；相对湿度：85 %测量结果扩展不确定度0：=0.056(=2)100：=0.079(=2)测量结果扩展不确定度0：=0.037(=2)100：=0.050(=2)比 对 结 果(电阻示值)校准点y1本所装置校准结果(修正值)y2省院校准结果(修正值)差值0+0.02+0.010.01从上表可知， =0.01=0.067，结果得到验证。十、检定或校准结果的验证选择一支全浸棒式工作用玻璃水银温度计，测量范围（50100），分度值0.1，出厂编号01#，由本室对该工作用玻璃水银温度计示值误差进行检定后，送市质量计量监督检测所检定，将两次检定结果进行比对。比对结果如下：单位：检定单位市质量计量监督检测所a市质量计量监督检测所b90点修正值0.020.00检定结果不确定度0.0420.05从上表可知， =0.02=0.030，结果得到验证。十一、结论根据该检定装置的计量标准的主要技术指标、量值溯源、测量重复性考核、稳定性考核、测量不确定度评定和测量不确定度验证，符合JJG 229-2010工业铂、铜热电阻检定规程的要求，可开展对AA级及以下工业铂、铜热电阻的检定；符合JJG 161-2010、JJG 130-2011、JJG 226-2001、JJG310-2002、JJF1171-2007的要求，可开展对检定以及校准工作。十二、附加说明1.JJG 229-2010工业铂、铜热电阻检定规程2.JJG 161-2010标准水银温度计3.JJG 130-2011工作用玻璃液体温度计4.JJG 310-2002压力式温度计5. JJG 226-2001双金属温度计6.JJF1171-2007 温度巡回检测仪校准规范7.JJF1059.1-2012测量不确定度评定与表示8.JJF1033-2016计量标准考核规范