热电偶计量标准技术报告2

1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 2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( )3一、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t被e标 标e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t标e标s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tt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。被s被e4三、选用的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计 量 标 准 器主 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-RZJ 3001100 1.2江 苏红 光仪 表 厂08121165宽温场检定炉 WKJ-60 3001200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6六、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1 温 度 235 235 合格2 湿 度 (4575)%RH (4575)%RH 合格34比 较 测 量 法计量基（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7本单位计量标准器具下一级计量器具七、计量标准的测量重复性考核直 接 测 量 法计 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910八、计量标准的稳定性考核18九、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 于已知的标被e标 标e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标e标s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。t标 被e1.6 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.数学模型分被标 标标被 eSe式中： 被测热电偶在某检定点热电动势示值误差；e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； 被标准热电偶证书上某检定点热电动势值；标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；标e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、 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。标S被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 的评定被e)(被eu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、被被 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 )(1被eu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。被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uV2019，半宽度 ，故 标准不确定度 为31被kuVa10被 )(1被eueu7.53)(被估计 为 0.20，则自由度 。1被 被12被v3.1.2 标准不确定度 的评定)(2被eu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，mV04.%025.示 值 31被k结果见下表 。标准不确定 的计算)(2被eu测 量温度（） 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100最大示值（ ）uV12.4 16.5 20.9 25.1 29.4 33.5 37.6 41.6 45.5示值误差（ ） 4.3 4.4 4.5 4.6 4.8 4.9 5.0 5.1 5.1半宽度 （ ）2被a4.3 4.4 4.5 4.6 4.8 4.9 5.0 5.1 5.1（ ）)(被eu2.5 2.6 2.6 2.7 2.8 2.9 2.9 3.0 3.0估计 为 0.10，则自由度 。2被 被502被v3.1.3 标准不确定度 的评定)(3被eu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 类方法进行评被 )(3被定。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mVe3被单次试验标准偏差为: 1010231iies被被同样方法，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：2s35s20计算标准器的标准偏差 512ipss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3pseu被标准不确定度 自由度为)(3被e451053被ev3.1.4 标准不确定度 的评定)(被u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。4被e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uV1，半宽度 ，故 标准不确定度 为31被kuVa1被 )(4被ee58.03.)(4被估计 为 0.20，则自由度 。4被 被u124被v3.1.5 标准不确定度 的评定)(5被e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。被由经验和实验可得：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uV82.0认为均匀分布，覆盖因子 ，半 宽度 ，故标准不确定度 为31被kuVa85被 )(5被eueu62.48)(5被估计 为 0.20，则自由度 。5被 被15被v3.1.6 输入量 的标准不确定度 的合成被e)(被eu输入量 的标准不确定度 的合成由分项 合成，则不确定度为被 被 )(1被eu)(5被24232212)( 被被被被被被u 自由度为5ievu被 被被被 4以整百度计算为例，标准不确定度 及自由度 见 下表)(被e被ev标准不确定度 及自由度 表)(被u被e温 度 点( ) 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100（ ）被euV被v3.2 输入量 的标准不确定度 的评定标e)(标eu3.2.1.标准不确定度 的评定)(1标标准不确定度 ，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：标其在各温度点标准不确定度分别为温 度 点( ) 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100（ ）标euV1 2 2 2 1 1 3 6 9（ ）)(标 0.58 1.15 1.15 1.15 0.58 0.58 1.73 3.46 5.20估计 为 0.10，则自由度 。1标 标eu502标Ev3.2.2 标准不确定度 的评定)(2标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uV10 3k故标准不确定度 为uVae102标 )(2标e)(2标e3.估计 为 0.10，则自由度 。2标 标u502标Ev3.2.3 输入量 标准不确定度 的合成标e)(标eu在三定点上标准不确定度 由 和 合成，则标 )(1标 )(2标eu212)(标 被标标u自由度为5ievu标 标标标 4以整百度计算为例，标准不确定度 及自由度 见下表)(标e标ev标准不确定度 及自由度 表)(标u标e温 度 点( ) 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100（ ）标euV3.4 3.6 3.6 3.6 3.4 3.4 3.8 4.8 6.2标v54 59 59 59 54 54 79 99 873.3 输入量 的标准不确定度 的评定标 )(标eu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、标e标测量回路寄生电势、热电偶参考端温度不匀。3.3.1 标准不确定度 的评定)(1标u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，mV04.%025.示 值 31被k结果见下表 。标准不确定 的计算)(2被eu测 量温度（） 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100最大示值（ ）uV2.4 3.4 4.4 5.4 6.4 7.5 7.6 9.7 10.9示值误差（ ） 4.1 4.1 4.1 4.2 4.2 4.2 4.2 4.3 4.3半宽度 （ ）2被a4.1 4.1 4.1 4.2 4.2 4.2 4.2 4.3 4.3（ ）)(被eu2.4 2.4 2.4 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5估计 为 0.10，则自由度 。2被 被502被v3.1.2 标准不确定度 的评定)(标eu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 类方法进行评标 )(2标定。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mVe标单次试验标准偏差为:5101021iies标标同样方法，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：2s35s计算标准器的标准偏差 512ipss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2pseu标标准不确定度 自由度为)(3被e45105标v3.1.3 标准不确定度 的评定)(3标u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。标e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uV1，半宽度 ，故 标准不确定度 为31被kuVa1被 )(3标ee58.03.)(标估计 为 0.20，则自由度 。3标 标u124被v3.1.4 标准不确定度 的评定)(4标e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。标由经验和实验可得：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，uV4.0覆盖因子 ，半宽度 ，故 标准不确定度 为31被kuVa4.5被 )(标eeu23.0.)(4鼻 癌估计 为 0.20，则自由度 。4标 标15被v3.1.5 输入量 的标准不确定度 的合成标e)(标eu5输入量 的标准不确定度 的合成由分项 合成，则不确定度为标e)(标eu)(1标eu)(4标4232212)( 标标标标标u自由度为 ievu标 标标标 4以整百度计算为例，标准不确定度 及自由度 见下表)(被e被ev标准不确定度 及自由度 表)(标u标e温 度 点( ) 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100（ ）标euV标v3.4 输入量 、 的标准不确定度 、 的 评定标S被 )(标Su)被（输入量 、 的标准不确定度 、 的 评定因微小可忽略不计。标 被 标 被（4.合成标准不确定度的评定4.1 灵敏系数数学模型 分被标标标被 eSe灵敏系数 11被ec标被标c2 标被标 Sec24.2 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 iu不确定度来源 标准不确定度 ci iiu（m）自由度 i)(被eu