热电偶计量标准技术报告.doc

计量标准技术报告计 量 标 准 名 称二等标准铂铑10-铂热电偶检定装置 建标单位名称（章）甘肃 刘化 （集团）有 限 责 任 公 司 计 量 标 准 负责人 刘 秋 萍 填 写 日 期 一九八年 目 录一、概述( )二、计量标准的工作原理及其组成( )三、选用的计量标准器及主要配套设备( )四、计量标准的主要技术指标( )五、环境条件( )六、计量标准的量值溯源和传递框图( )七、计量标准的测量重复性考核( )八、计量标准的稳定性考核( )九、计量检定或校准结果的不确定度评定( )十、计量标准的测量不确定度验证( )十一、结论( )十二、附加说明( )一、概述（简述建立计量标准的目的意义及社会经济效益分析）我公司为化工企业，温度测量占有很重要的地位，其范围大、数量多。二等标准铂铑10-铂热电偶装置的建立对于量值的传递准确可靠十分重要。此标准装置中的计量标准和计量标准配套设备经省计量测试所检定合格，符合国家计量检定规程要求。特建立此计量标准装置，在全公司范围内进行量传。二、计量标准的工作原理及其组成计量标准的工作原理: 被检热电偶在（3001100）的电动势是由其测量端在所需测量温度点、参考端为0的热电动势与二等标准铂铑10-铂热电偶在相同温度点的热电动势以及标准偶、被检偶的微分热电动势得到的。用数字电压表可分别测量被测和标准热电偶在各测点附近温度点（ ）的热电动势和，由于已知的标准热电偶在各测点（ ）的分度值以及微分热电动势可计算出测量出测量时实际温度与所需测量温度点的差值，由、被检偶微分热电动势以及进一步计算出被测偶在所需测量温度点热电动势。三、选用的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计量检定或校准机构名称检定或校准证书号二等标准铂铑10-铂热电偶WRPB-2(3001100)二等昆明大方自动控制科技有限公司S08-2459 主 要 配 套 设 备热工自动检定系统(包括操作台、微机系统、热工全自动检定系统软件)HG2000-RZJ30011001.2江 苏红 光仪 表 厂0812116宽温场检定炉WKJ-603001200上海嘉翎电子科技公司0801032四、计量标准的主要技术指标 计量标准的主要技术指标：二等标准铂铑10-铂热电偶：a 计量标准的测量范围：(3001100)b 计量标准的准确度等级：二等 五、环境条件序号项 目要 求实际情况结 论1温 度235235合格2湿 度(4575)%RH(4575)%RH合格34六、计量标准的量值溯源和传递框图上一级社会公用计量标准器具计量基（标）准名称：一等标准铂铑10-铂热电偶测量范围：(3001100)测量不确定度： 溯源单位：国家计量基准比 较 测 量 法本单位计量标准器具直 接 测 量 法计量标准名称：二等标准铂铑10-铂热电偶测量范围：(3001100)测量不确定度：溯 源 单 位：甘肃省计量研究院下一级计量器具计量器具名称：廉金属热电偶测量范围：(3001100)最大允许误差：级、级七、计量标准的测量重复性考核八、计量标准的稳定性考核九、计量检定或校准结果的不确定度评定热电偶热电动势测量结果的不确定度评定1.概述1.1 测量依据：JJG3511996工作用廉金属热电偶检定规程。1.2 测量标准：二等标准铂铑10-铂热电偶。1.3 被测对象：测量范围为（3001100）的工作用热电偶。1.4 测量条件：温度（23+5）、 湿度(4575)%RH。1.5 测量过程：被检热电偶在（3001100）的电动势是由其测量端在所需测量温度点、参考端为0的热电动势与二等标准铂铑10-铂热电偶在相同温度点的热电动势以及标准偶、被检偶的微分热电动势得到的。用数字电压表可分别测量被测和标准热电偶在各测点附近温度点的热电动势和，由于已知的标准热电偶在各测点的分度值以及微分热电动势可计算出测量出测量时实际温度与所需测量温度点的差值，由、被检偶微分热电动势以及进一步计算出被测偶在所需测量温度点热电动势。1.6 评定结果的使用在符合上述条件下的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。2.数学模型 式中： 被测热电偶在某检定点热电动势示值误差； 被测热电偶在某检定点附近温度点下，测得热电动势算术平均值； 标准热电偶证书上某检定点热电动势值；标准热电偶在某检定点附近温度点下，测得热电动势算术平均值；被测热电偶在分度表上查得的某检定点温度的热电动势值；、 分别表示标准、被测热电偶在某检定点温度的微分热电动势。3.输入量的标准不确定度分量评定3.1输入量的标准不确定度的评定 输入量的标准不确定度不确定度来源于检定炉温场分布不均匀、数字电压表测量误差、被测热电偶测量不重复性、测量回路寄生电势、热电偶参考端温度不匀。3.1.1标准不确定度的评定 标准不确定度由检定炉温场分布不均匀性引起，采用B类方法进行评定。由检定炉温场分布不均匀性引起的最大误差不超过,在区间内可认为均匀分布，覆盖因子，半宽度，故标准不确定度为 估计为0.20，则自由度。3.1.2标准不确定度的评定该项不确定度是由数字电压表测量误差引起，采用B类方法进行评定。根据数字电压表示值最大误差为。在区间内可认为均匀分布，覆盖因子，以整百计算为例，结果见下表 。标准不确定的计算测量温度（）30040050060070080090010001100最大示值（）12.416.520.925.129.433.537.641.645.5示值误差（）4.34.44.54.64.84.95.05.15.1半宽度（）4.34.44.54.64.84.95.05.15.1（）2.52.62.62.72.82.92.93.03.0估计为0.10，则自由度。3.1.3标准不确定度的评定输入量的标准不确定度不确定度来源于被测热电偶测量不重复性，采用A类方法进行评定。现以800测量情况为例分析。本次检定中用标准热电偶和一支被测热电偶在800的热电动势进行重复8次测量，测得数据为:,则单次试验标准偏差为: 同样方法，再选4支2分度的同型号的热电偶进行测量，并用同样方法求出各自的标准偏差：计算标准器的标准偏差实际测量以4次测量平均值作为测量结果，则该结果的标准不确定度为标准不确定度自由度为3.1.4标准不确定度的评定标准不确定度由测量回路寄生电势引起，采用B类方法进行评定。由经验可得：测量回路寄生电动势带来误差不超过,在区间内可认为均匀分布，覆盖因子，半宽度，故标准不确定度为 估计为0.20，则自由度。3.1.5标准不确定度的评定标准不确定度由热电偶参考端温度不匀引起，采用B类方法进行评定。由经验和实验可得：热电偶参考端温度不为0带来误差不超过（相当于），在区间内可认为均匀分布，覆盖因子，半宽度，故标准不确定度为 估计为0.20，则自由度。3.1.6输入量的标准不确定度的合成输入量的标准不确定度的合成由分项合成，则不确定度为自由度为以整百度计算为例，标准不确定度及自由度见下表标准不确定度及自由度表温 度 点()30040050060070080090010001100（）3.2输入量的标准不确定度的评定3.2.1.标准不确定度的评定标准不确定度，采用B类方法进行评定。由二等标准铂铑10-铂热电偶检定结果分析报告可知：其在各温度点标准不确定度分别为温 度 点()30040050060070080090010001100（）122211369（）0.581.151.151.150.580.581.733.465.20估计为0.10，则自由度。3.2.2标准不确定度的评定该项不确定度是由二等标准铂铑年不稳定性引起，采用B类方法进行评定。合格期内的二等标准偶，热电动势变化一般不超过，在区间内可认为服从正态分布，覆盖因子，半宽度故标准不确定度为 估计为0.10，则自由度。3.2.3输入量标准不确定度的合成在三定点上标准不确定度由 和合成，则自由度为以整百度计算为例，标准不确定度及自由度见下表标准不确定度及自由度表温 度 点()30040050060070080090010001100（）3.43.63.63.63.43.43.84.86.25459595954547999873.3输入量的标准不确定度的评定 输入量的标准不确定度不确定度来源于数字电压表测量误差、被测热电偶测量不重复性、测量回路寄生电势、热电偶参考端温度不匀。3.3.1标准不确定度的评定该项不确定度是由数字电压表测量误差引起，采用B类方法进行评定。根据数字电压表示值最大误差为。在区间内可认为均匀分布，覆盖因子，以整百计算为例，结果见下表 。标准不确定的计算测量温度（）30040050060070080090010001100最大示值（）2.43.44.45.46.47.57.69.710.9示值误差（）4.14.14.14.24.24.24.24.34.3半宽度（）4.14.14.14.24.24.24.24.34.3（）2.42.42.42.52.52.52.52.52.5估计为0.10，则自由度。3.1.2标准不确定度的评定输入量的标准不确定度不确定度来源于被测热电偶测量不重复性，采用A类方法进行评定。现以1000测量情况为例分析。本次检定中用标准热电偶和一支被测热电偶在1000的热电动势进行重复8次测量，测得数据为:,则单次试验标准偏差为: 同样方法，再选4支2分度的同型号的热电偶进行测量，并用同样方法求出各自的标准偏差：计算标准器的标准偏差实际测量以4次测量平均值作为测量结果，则该结果的标准不确定度为标准不确定度自由度为3.1.3标准不确定度的评定标准不确定度由测量回路寄生电势引起，采用B类方法进行评定。由经验可得：测量回路寄生电动势带来误差不超过,在区间内可认为均匀分布，覆盖因子，半宽度，故标准不确定度为 估计为0.20，则自由度。3.1.4标准不确定度的评定标准不确定度由热电偶参考端温度不匀引起，采用B类方法进行评定。由经验和实验可得：热电偶参考端温度不为0带来误差不超过，在区间内可认为均匀分布，覆盖因子，半宽度，故标准不确定度为 估计为0.20，则自由度。3.1.5输入量的标准不确定度的合成输入量的标准不确定度的合成由分项合成，则不确定度为自由度为以整百度计算为例，标准不确定度及自由度见下表标准不确定度及自由度表温 度 点()30040050060070080090010001100（）3.4输入量、的标准不确定度、的评定 输入量、的标准不确定度、的评定因微小可忽略不计。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 4.2标准不确定度及自由度汇总表标准不确定度及自由度汇总表标准不确定度分量不确定度来源标准不确定度ci（m）自由度1温场不均匀性数表测量误差被测重复性测量回路寄生电势热电偶自由端温度不匀1标准器各温度点的不确定度标准器的年不稳性-1数表测量误差被测重复性测量回路寄生电势热电偶自由端温度不匀4.3合成标准不确定度的计算各输入量彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按式得到： 4.4有效自由度合成标准不确定度的有效自由度veff为 计算后列如下表类别温度点300400500600700800900100