热电阻热电偶自动测量系统校准装置计量标准技术报告.docx
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热电阻热电偶自动测量系统校准装置计量标准技术报告
计量标准技术报告
计量标准名称热电阻热电偶自动测量系统校准装置
计量标准负责人
建标单位名称
填写日期2021
一、建立计量标准的目的…………………………………………………………………（3）
二、计量标准的工作原理及其组成………………………………………………………（3）
三、计量标准器及主要配套设备…………………………………………………………（4）
四、计量标准的主要技术指标……………………………………………………………（5）
五、环境条件………………………………………………………………………………（5）
六、计量标准的量值溯源和传递框图……………………………………………………（6）
七、计量标准的稳定性考核………………………………………………………………（8）
八、检定或校准结果的重复性试验…………………………………………………………（9）
九、检定或校准结果的不确定度评定………………………………………………（10）
十、检定或校准结果的验证………………………………………………………………（13）
十一、结论…………………………………………………………………………………（14）
十二、附加说明……………………………………………………………………………（14）
一、建立计量标准的目的
随着技术的发展，热电阻热电偶自动测量系统已被广泛使用，为保证省内该系统的准确性，特建立本标准。
二、计量标准的工作原理及其组成
热电偶热电阻自动测量校准装置的原理如图，由标准铂铑10-铂热电偶、二等标准铂电阻和经校准的K型热电偶、A级铂热电阻等组成。
其工作原理如下：
将铂热电阻或热电偶接入自动检定系统，按系统要求的方法进行检定，由自动检定系统读取信号并进行计算，将计算结果和铂电阻或热电偶证书上的结果进行比较，以此验证其不确定度。
对系统的扫描开关寄生电势、通道间采集差进行测量并判断是否符合要求。
三、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
或准确度等级
或最大允许误差
制造厂及
出厂编号
检定周期或复校间隔
检定或
校准机构
铂铑10-铂热电偶
铂铑10-铂热电偶
铂电阻温度计
WRPB-1
S
1842-1
（300～1300）℃
（300～1300）℃
（0～420）℃
一等
二等
二等
北京立丰世通
S15-1-1476
中国计量院84-01
中国计量院69102
1年
1年
2年
山东省计量院
山东省计量院
山东省计量院
主要配套设备
数字多用表
纳伏/微欧表
兆欧表
2010
34420A
ZC25-3
（0～1000）Ω
（0～100）mV
（0～1000）Ω
（0～100）mV
（0～500）MΩ
0.01级
U=0.0002mV,
k=2
10.0级
KEITHLEY0699197
Agilent
42001237
上海第六电表厂
4-5172
1年
1年
1年
山东省计量院
山东省计量院
山东省计量院
四、计量标准的主要技术指标
1、铂铑10-铂热电偶（S15-1-1476）的准确度等级为一等；
2、铂铑10-铂热电偶（84-01）的准确度等级为二等；
3、标准铂电阻温度计（69102）的准确度等级为二等。
五、环境条件
序号
项目
要求
实际情况
结论
1
温度
23±5℃
22.0℃
符合要求
2
湿度
≤85%RH
60%RH
符合要求
3
4
5
6
六、计量标准的量值溯源和传递框图
六、计量标准的量值溯源和传递框图
注：
应当提供《计量标准的稳定性考核记录》。
七、计量标准的稳定性考核
取该计量标准中的铂电阻在一定时间内重复测量水三相点值，如下：
时间
2018年4月
2019年4月
2020年4月
2021年4月
1
25.6160
25.6161
25.6160
25.6161
2
25.6161
25.6162
25.6160
25.6160
3
25.6160
25.6160
25.6161
25.6162
4
25.6161
25.6161
25.6160
25.6161
5
25.6160
25.6161
25.6160
25.6161
6
25.6160
25.6160
25.6159
25.6161
7
25.6160
25.6161
25.6159
25.6162
8
25.6161
25.6160
25.6160
25.6161
9
25.6160
25.6161
25.6160
25.6162
10
25.6159
25.6161
25.6161
25.6162
平均值
25.61602
25.61608
25.61600
25.61613
变化量
/
0.00006
-0.00008
0.00013
年变化量最大为0.00013Ω，换算成温度为0.0013℃，该结果小于本计量标准二等铂电阻变化量的要求0.01℃。
0.00007
八、检定或校准结果的重复性试验
以水三相点瓶被测对象，利用该计量标准中的铂电阻测量其在温度值，测量10次，结果如下：
序号
（Ω）
1
25.6161
0.00003
0.000000001
2
25.6160
0.00013
0.000000017
3
25.6162
0.00007
0.000000005
4
25.6161
0.00003
0.000000001
5
25.6161
0.00003
0.000000001
6
25.6161
0.00003
0.000000001
7
25.6162
0.00007
0.000000005
8
25.6161
0.00003
0.000000001
9
25.6162
0.00007
0.000000005
10
25.6162
0.00007
0.000000005
平均值（Ω）
25.61613
相当于0.0007℃<0.010℃
注：
应当提供《检定或校准结果的重复性试验记录》。
九、检定或校准结果的不确定度评定
（一）热电阻自动测量系统校准结果的不确定度分析
1概述
本方法适用于热电阻自动测量系统校准结果的不确定度分析。
测量依据:
JJF1098-2003《热电偶、热电阻自动测量系统校准规范》
测量范围:
0℃～100℃
主要仪器设备：
A级铂电阻温度计
测量参数:
比对误差
测量方法：
将系统控温点控制到被测温度点；按系统采用的检定方法实际检测，得出被校点上的实测值；将实测值与式样证书上的相比较，其差值为系统校准比对误差。
2均匀度测量的数学模型
测量的数学模型:
δt=t1-t
式中：
δt-–比对误差
t1---自动系统的测得值
t---铂电阻的证书值
3测量不确定度的构成要素:
表1
输入量
序号
不确定度来源
不确定度类别
R
ux1
自动系统带来的不确定度
B
ux2
试样电阻带来的不确定度
B
4B类标准不确定度分量评定
4.1
4.1.1自动系统带来的不确定度
根据测试规范的要求，工业电阻系统比对误差半宽0.1℃则：
ux1=0.1/
=0.06℃
4.1.2试样铂电阻温度计不确定度的影响
根据资料有铂电阻的扩展不确定度为89mK,则：
ux2=89/1.98=44.95mK
5测量不确定度汇总
通过以上分析，将各分量列表如下:
序号
不确定度来源
不确定度类别
不确定度
ux2
自动检定系统带来的影响
B
0.06℃
ux3
试样铂电阻带来的影响
B
0.04℃
6合成标准不确定度
6.1传播系数（灵敏系数），ci=1
6.2各影响量相互独立，合成标准不确定度为：
uc2=0.062+0.042=0.005℃2
uc=0.07℃
7扩展不确定度
U=k×uc,k取2
U=0.14℃
（二）热电偶自动检定系统校准结果的不确定度分析
1概述
本方法适用于热电偶自动检动系统校准结果的不确定度分析。
测量依据:
JJF1098-2003《热电偶热电阻自动检定系统校准规范》
测量范围:
0℃～1100℃
主要仪器设备：
二等铂铑10-铂热电偶
测量参数:
比对误差
测量方法：
将系统控温点控制到被测温度点；按系统采用的检定方法实际检测，得出被校点上的实测值，将实测值与式样证书上的相比较，其差值为系统校准比对误差。
2均匀度测量的数学模型
测量的数学模型:
δt=t1-t
式中：
δt-–比对误差
t1---自动系统的测得值
t---二等铂铑10-铂热电偶的证书值
测量不确定度的构成要素:
表2
序号
不确定度来源
不确定度类别
ux1
自动系统带来的不确定度
B
ux2
试样电偶带来的不确定度
B
4B类标准不确定度分量评定
4.1
4.1.1自动系统带来的不确定度
根据测试规范的要求，工业电偶系统比对误差半宽1.5℃
ux1=1.5/
=0.87℃
4.1.2试样热电偶不确定度的影响
根据资料有二等单铂铑热电偶扩展不确定度为0.6℃
ux2=0.6/2.6=0.23℃
5测量不确定度汇总
通过以上分析，将各分量列表如下:
输入量
序号
不确定度来源
不确定度类别
不确定度
R
ux2
自动系统带来的不确定度
B
0.87℃
ux3
试样热电偶不确定度的影响
B
0.23℃
6合成标准不确定度
6.1传播系数（灵敏系数），ci=1
6.2各影响量相互独立，合成标准不确定度为：
uc2=0.872+0.232=0.90℃2
uc=0.94℃
7扩展不确定度
U=k×uc,k取2
U=1.88℃
十、检定或校准结果的验证
取一支工业铂电阻：
R1（0℃）=99.9454Ω，U1=0.052℃，用热电阻自动检定系统进行检定得到的结果为R2（0℃）=99.9454Ω，U2=0.14℃
|R1-R2|=|99.9454-99.9002|=0.0452Ω；换算成温度为0.11℃
=
=0.15℃
|R1-R2|≤
取一支K型热电偶，在1000℃时温度修正值为T1=2.9℃，U1=27µV，换算成温度为0.69℃，用热电偶自动检定系统检定得到的修正值为T2=2.1℃,U2=1.88℃
|T1-T=|2.9-2.1|=0.8℃
=
=2.00℃
|T1-T2|≤
十一、结论
该装置的不确定度及测量重复性经验证均符合国家计量标准考核规范的要求，可作为热电阻热电偶自动测量系统校准装置开展工作。
十二、附加说明
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