二等铂电阻温度计标准装置建标报告.doc

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t（），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TZ·SC-03控制器标准与被检 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JJG2291998 工业铂、铜热电阻二、测量标准性能1、测量范围 0419.527。2、扩展不确定度 评定点： Pt100 0： U0= 23mK （k=2） 100 U100=30mK （k=2）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 N8662005年（0419.527）U=（6.8）mK304所2006.10.1820069191配 套 设 备数字多用表34420A420013172005年（01000）±（0.006%x+0.0002%xm）221厂理化计量中心2006.05.1020060551低电势扫描器/控制器TZ·SC-03A20430732005年0.4V221厂理化计量中心2006.05.1920060511 冰点槽RTS-60164992005年（-6095）±0.01221厂理化计量中心2006.05.1620060523 油槽HTS-300A800016142002年（95300）±0.01221厂理化计量中心2006.05.1620060521 兆欧表ZC25-47-0803（01000）M±10%0301校准实验室2006.07.1720060021 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（1535）（1535）湿度80%RH（3575）%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）×t式中： Ri 被检热电阻在温度ti时的电阻值（）； dR/dt温度ti时电阻变化率（/）。 t t= 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（mK）4.2二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（mK）4.3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100，测量精度为：=±（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）=25、R（100）=35，分别代入得出0、100测量精度为：±0.0017、±0.0023。而标准电阻温度计在0的（dR/dt）=0.0999/、100的（dR/dt）=0.0969/假设为均匀分布，包含因子取k=，则：0： u3=（）/=9.8（mK）； 100： u3=（）/=13.7（mK）4.4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（mK） 4.5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：。则：u5=0.397×10-3（）/0.0999（/）=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：。序 号XiXi（Xi）2134.69620.0012 1.44×10-6234.6944-0.0006 0.36×10-6334.6935-0.0015 2.25×10-6434.69520.0002 0.04×10-6534.6947-0.0003 0.09×10-6634.69580.0008 0.64×10-634.6950 4.82×10-6则：u5=0.4×10-3（）/0.0969（/）=4.1mK5、合成标准不确定度uc uC=（u12+u22+u32+u42）1/2 0时： uC=11.2（mK） 100时： uC=14.9（mK）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（mK） 100时： U=30（mK）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：序 号Ei（）Ei（Ei）2199.9960-0.00080.64×10-6299.99790.00111.21×10-6399.9961-0.00070.49×10-6499.99710.00030.09×10-6599.9965-0.00030.09×10-6699.99700.00020.04×10-699.9968（XiX）22.87×10-6 则： sn（E）=（2.87×10-6/5）1/2=0.0075（）/0.3910（/）=2.0（mK）（被检铂电阻在0的（dR/dt）=0.3910/） 而2 uc /3（7.5mK）则：sn（E）2 uc /3，符合标准的要求。七、测量标准重复性测量点：100 单位：序 号Ei（）Ei（Ei）21138.4872-0.00070.49×10-62138.48940.00152.25×10-63138.49060.00277.29×10-64138.49120.003310.89×10-65138.4862-0.00172.89×10-66138.4828-0.005126.01×10-6138.4879（XiX）249.82×10-6 则： sn（E）=（49.82×10-6/5）1/2=0.0032（）/0.3790（/）=8.4（mK）（被检铂电阻在100的（dR/dt）=0.3790/） 而2 uc /3（9.9mK）则：sn（E）2 uc /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：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=（nim）2/m-11/2=0.0007/0.3910（/）=1.8mKuc（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：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=（nim）2/m-11/2=0.0007/0.3790（/）=1.8mKuc（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）= 99.9986、0302校准实验室检定结果y0=100.0061；则：yy0=0.0075/0.3910（/）=19.2mKU23（mK）。100： y=R（100）= 138.4523、0302校准实验室检定结果y0=138.4598；则：yy0=0.0075/0.3790（/）=19.8mK U（30（mK）。本检定装置的测量标准不确定度验证结果关系式成立，从而验证了uc值的合理性。十、结论根据对测量标准不确定度的评定和验证，本测量标准的性能符合JJG2291998 工业铂、铜热电阻检定规程的技术要求，可开展相应工业铂、铜热电阻的检定工作。十一、附录JJG2291998 工业铂、铜热电阻