铠装热电偶校准规范.docx

JJ芦中华人民共和国国家计量技术规范JJF 1262-2010铠装热电偶校准规范Calibration Specification for Sheathed Thermocouples20100906发布2010一1206实施国家质量监督检验检疫总局发布铠装热电偶校准规范， ” 一 j?：Calibration Specification for ：JJF 1262-2010 ；!：Sheathed Thermocouples 。，、，。 、，、 ；1本规范经国家质量监督检验检疫总局于2010年9月6日批准，并自2010年12月6日起施行。归口单位：全国温度计量技术委员会 主要起草单位：辽宁省计量科学研究院 参加起草单位：东北大学丹东市计量测试技术研究所 锦州市计量检定测试所本规范由全国温度计量技术委员会负责解释本规范主要起草人： 侯素兰(辽宁省计量科学研究院) 徐宏光(辽宁省计量科学研究院) 邢志红(辽宁省计量科学研究院)参加起草人： 王浩(东北大学) 宋光远(丹东市计量测试技术研究所) 赵玉柱(锦州市计量检定测试所)JJF 1262-2010目录1范围2引用文献3概述 vvv4计量特性一41常温绝缘电阻42示值允差5校准条件51环境条件52校准用标准器及配套设备6校准项目和校准方法61校准项目62校准方法 63数据处理7校准结果的表达8复校时间间隔 附录A校准铠装偶参考温度点的选择 附录B铠装热电偶热电动势和对分度表的偏差计算 附录C铠装热电偶校准记录参考格式 附录D铠装热电偶校准结果参考格式附录E K、N、E、J、T型铠装热电偶热电动势允差表附录G铠装热电偶热电动势测量结果不确定度评定实例lvvv；l；( ；)m附录F K、N、E、J、T型铠装热电偶整百度点微分热电动势表”JJF 12622010铠装热电偶校准规范1 范围本规范适用于测量范围(401 100)，金属套管长度不小于500 mm的廉金属 铠装热电偶的校准。2 引用文献GBT 18404-2001铠装热电偶电缆及铠装热电偶 GBT 1683911997热电偶第1部分：分度表 GBT 1683921997热电偶第2部分：允差 GBT 4989 1994热电偶用补偿导线使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3概述 铠装热电偶(以下简称铠装偶)是由热电偶丝用无机物绝缘的、金属套管封装的铠装偶电缆制成的适用于各种工业过程温度测量的热电偶。按测量端结构形式分为绝缘 型、露端型、接壳型及分离式绝缘型。按感温元件材料分为铠装镍铬一镍硅热电偶 (K型)、铠装镍铬硅一镍硅镁热电偶(N型)、铠装镍铬一铜镍热电偶(E型)、铠装铁一铜 镍热电偶(J型)及铠装铜一铜镍热电偶(T型)。4计特性41常温绝缘电阻 铠装偶的常温绝缘电阻应符合表1。表1铠装偶常温绝缘电阻 N,H分度号长度 最小绝缘电阻要求试验温度、不小于1 IT 尺，Ll ooo Mnm(20土15)K，N，E，JT小于1 m R，】000Mn42示值允差 铠装偶的示值允差见表2。JJF 1262-2010 表2铠装偶示值允差1级2级 名称分度号允差及其适用温度范围 允差及其适用温度范围(一40+375)(一40+333)铠装镍铬镍硅热电偶K1525(3751 000) (3331 100)铠装镍铬硅一镍硅镁热电偶N0004r 0007 5It(40+375)0(、(40+333)1525铠装镍铬一铜镍热电偶 E(375800)o(1(333900)土00041t 士0007 5，1(40+375)( 40 +333)1525铠装铁铜镍热电偶J(375750)(333750)0004f 0007 5lt(一40十125)(一40+1 33)O5l铠装铜一铜镍热电偶 T(1 25350)(1 33350)0004r0007 5-I，l注：以上所有指标不是用于合格性判别，仅供参考。5校准条件51环境条件 电测设备工作的环境应符合其相应规定的要求；恒温设备的环境应无影响校准的气流扰动。52校准用标准器及配套设备521校准用标准器见表3。表3校准用标准器序号 标准器名称 测量范围技术要求备注1标准水银温度计(一30+300)二等 1一等标准铂铑lo铂热2标准铂电阻温度计(200+419527)二等 电偶用于对l级铠装偶的校准3标准铜铜镍热电偶(200+100)标准2扩展不确定度不大于技一等术要求中标准器扩展不确4 标准铂铑lo铂热电偶300 o(、以上二等 定度的其他标准器JJF 12622010522配套设备见表4。表4配套设备序号 设备名称 技术要求 用途 备注准确度等级不低于00l级、用于校准1级铠装分辨力不低于01“V偶时，测量热电动势准确度等级不低于002级、用于校准2级铠装1电测设备分辨力不低于1V 偶时，测量热电动势 如果用二等标准铂电阻温度计用于校准铠装偶时，应配备准确度等级不低于 时，测量标准器的电002级、分辨力不低于01 mr2 阻值(一40+300)有效工作区域任意两点温差小于02(300以上)根据不同的校配置均温块(包括热管)的恒准温度范围，选温设备，温度范围满足校准的要提供恒定的均匀2恒温设备 择与其相对应满求；热电偶插入均温块的深度与温场足该技术要求的孔径之比大于10t 1恒温设备从fL底算起轴向30 mm内温差不大于05孔底部同一截面任意孔间的温 差绝对值不大于025测量热电动势 用两点转换开荚3多点转换开关 接触电势不大于05 izV 多通道转换测量电阻值用四点转换开关为参考端提供04冰点恒温器 允差：士01的恒温场将铠装偶参考端引5补偿导线 经过校准的补偿导线至冰点恒温器绝缘电阻 用于绝缘电阻的6准确度等级不低于10级测试仪器 测量6校准项目和校准方法61校准项目611常温绝缘电阻 绝缘型铠装偶的常温绝缘电阻在热电极与套管之间测量。一对以上热电极的铠装3JJF 12622010偶，还应测量每对热电极之间的绝缘电阻。绝缘电阻应符合表1的要求。612示值 铠装偶的热电动势和对分度表的偏差。62校准方法621常温绝缘电阻 根据铠装偶的直径，选择绝缘电阻测试仪器。如果套管外径不大于15rim。测量电压(dC)为(7525)V；套管外径大于15 mm，测量电压(dC)为(50050)V。 在环境温度(20土1 5)，相对湿度不大于80下进行。按照表1的规定将铠装偶的热 电极与外套管或不同对的热电极，用测量线分别连接在绝缘电阻测试仪器上，并施加试 验电压，记录l min时的绝缘电阻示值。622示值校准6221校准温度点 在铠装偶测量温度范围内，至少校准三个温度点，通常选取测量范围的上、下限和中间点，也可根据客户要求选择其他校准温度点(也可参照附录A选取校准温度点)。6222参考端的连接方法 校准铠装偶时，热电偶参考端应置于冰点恒温器内。 如果铠装偶带接插座，参考端无法插入冰点恒温器内，可用补偿导线(约500 ram)的一端连接热电极信号输出端，另一端与铜导线连接后，置人装有酒精或变压器油的玻 璃试管内，再均匀地插入冰点恒温器中；标准热电偶参考端与铜导线的一端连接后，也 插入冰点恒温器，插入深度均不小于150 mm。铜导线的另一端通过转换开关与电测设 备连接。如果校准带有较短引线的铠装偶，应从引线信号输出端连接补偿导线，并在校 准结果里加以注明。注：连接用导线应使用同一卷单股的铜导线。6223300以下温区铠装偶的校准 采用比较法，将被校铠装偶与标准器进行比较。 将标准器感温点与被校铠装偶测量端置于恒温设备有效工作区域的同一水平位置，插入深度应不小于200 mm。当标准器温度偏离校准温度点2以内。温度变化每分钟不超过01时，开始读数，读数顺序为 标一被1一被2一被3一一被0标一被l一被2一被3一一被n每个校准点的测量次数应不少于四次，在每一温度点的整个读数过程中，温度的变 化不得超过02。6224300以上温区铠装偶的校准 采用比较法，将被校铠装偶与标准器进行比较。 将标准偶套上高铝保护管和被校铠装偶分别插至均温块各孔底部，炉口处用绝缘耐火材料封堵。 校准应由低温向高温逐点升温进行。当标准器温度偏离校准温度点士5以内，温4JJF 12622010度变化每分钟不超过02时，开始读数。读数顺序与6223相同，每个校准点的测 量次数应不少于四次，在每一温度点的整个读数过程中，温度的变化不得超过05 oC。63 数据处理631 被校铠装偶热电动势计算公式：P被(t)一P被(r)+S被(t)校+P补 (1) 其中： At牧一t饺一文 (2) 式中：P被(f)被校铠装偶在某校准温度点的热电动势值，mV；P被(f)被校铠装偶在某校准温度点附近，测得的热电动势算术平均值，mV；S被(f)被校铠装偶在某校准温度点的微分热电动势，mVo(_、；f校校准温度点与实际温度的差值，； t校校准温度点，； t寓标准器测得的实际温度，(实际温度一标准器读数平均值+修正值)；补偿导线修正值，mV。632 被校铠装偶热电动势对分度表的偏差计算公式：e被(，)一P破(r)一P分(3)式中：e分被校铠装偶分度表上查得的某校准温度点的热电动势值，mV。633 被校铠装偶偏差，披的计算公式：觇一黼!(4)用不同标准器进行校准时，计算示例见附录B。7校准结果的表达 经校准的铠装偶出具校准证书，校准结果应在校准证书L反映(校准结果内容见附录D)。校准证书应包括以下信息： a)标题“校准证书”； b)实验室名称和地址；c)进行校准的地点(如果不在实验室内进行校准)； d)证书的唯一性标识(如编号)，页码及总页数的标识； e)送校单位的名称和地址； f)被校对象的描述和明确标识；g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的 接收日期；h)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对抽样程序进行说明； i)校准所依据的技术规范的标识包括名称及代号； J)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明； k)校准环境的描述；1)校准结果及其测量不确定度的说明；m)校准证书签发人的签名、职务或等效标识，以及签发日期；5n)校准结果仅对被校对象有效性的声明；o)未经实验室书面批准，不得部分复制校准证书的声明。8复校时间间隔铠装偶复校时间间隔可根据实际使用情况由送校单位自主确定。建议一般不超过半年。JJF 1262-2010附录A校准铠装偶参考温度点的选择表A1校准温度点铠装偶分度号 金屑外套管材料外径mm 校准温度点0510300(250)，400，500NiCr台金 1520400，6008000Cr25Ni20 30，40，45，50500，700，900KN60，80500，800，1 10005】0 200，30()(250)40015，20400500，60030。40，45，5060，80400，600，80005。10200300(250)，4001520300(250)40()500E304O455O400，500，6001Crl8Ni9Ti 60，80400600，80018Cr一8Ni 0510100，200300(250)15。20200300(250)400J30，40，455030()(250)，40050060，8，0I【)0600，750051O100200T 15，20，30，40，45，501【200300(250)6080200300(250)350JJF 12622010附录B铠装热电偶热电动势和对分度表的偏差计算B1 用标准水银温度计校准铠装偶时的计算公式及示例 B11 被校铠装偶热电动势计算公式见规范63的内容。 B12 示例在200校准温度点附近，参考端为00，测得被校E型铠装偶的热电动势算 术平均值P被(f)为13452 mV；从分度表查得，在200时铠装偶的热电动势值(P分) 为13421 mV，微分热电动势为s被(，)一0074 mV；二等标准水银温度计测得温场 的温度为20010 o(1。求在200 oC时被校铠装偶热电动势和对分度表的偏差。(铠装偶未 接补偿导线，一00 mV)在200时，被校铠装偶热电动势为P被(f)一l 3452+0074(2002001 0)+00 一13445 mV对分度表的偏差为P被(t)一一被(f)P分 一134451342l 一0024 mV偏差被为虮一锵一揣-0320 074o(。B2 用标准铂电阻温度计校准铠装偶时的计算公式及示例B21 被校铠装偶热电动势计算公式：W，一W，P被。一P破+了云一二s破+P补B1、dr h其中：w，一是式中：t，校准温度点； W，由标准铂电阻温度计分度表给出的温度t，对应的电阻比； W，温度，时的电阻比； R，标准铂电阻温度汁在温度，时，测得电阻的算术平均值，Q； R。标准铂电阻温度计在水三相点的电阻值，n；(号卜。由标准铂电阻温度汁分度表给出的温度“对应的电阻比随温度的变化率，1。JJF 1262-20101322 示例在400校准温度点附近，测得标准铂电阻温度计电阻的算术平均值R，为248902 0 Q， 被校E型铠装偶热电动势的算术平均值P被(f)为29106 mV；从标准铂电阻温度汁检 定证书中查得，400水三相点的电阻值(R。)为99435 2 Q，分度表给出(W，) 为2500 092 96，电阻比的变化率(dW，dt)，为0003 575 021；从分度表中查得被 校铠装偶的热电动势(t-分)为28946 mV，微分热电动势S被(，)为0080 mV。求 在400时被校铠装偶热电动势和对分度表的偏差。 (铠装偶未接补偿导线，一00 mV)在400时，被校铠装偶热电动势为州忙29106+塑螋焉糍铲垡一29037 1TIV对分度表的偏差为Aem(f)一P被(r)一eb一29037289460091 mV偏差Atm为觇=端一燃-1140 080。B3 用标准热电偶校准铠装偶时的计算公式及示例B31 被校铠装偶热电动势计算公式：州忙“f)+薯翥产嘞hh(B2)式中：P怀诅标准热电偶证书上某校准温度点的热电动势值，mV；P标(r)一标准热电偶在某校准温度点附近，测得的热电动势算术平均 值，mV；S杯(，)S被(r)标准热电偶、被校铠装偶在某校准温度点的微分热电动势，1TIV。t332 示例在1 000 o(、校准温度点附近，测得标准铂铑1 o一铂热电偶热电动势的算术平均值 P抓()为()580 mV，被校K型铠装偶热电动势的算术平均值P破(f)为413 1 0 mV；从 标准铂铑lo铂热电偶检定证书中查得l 000时热电动势(P州n)为9595 mV，微 分热电动势S标(f)为0012 mV；从分度表中查得被校铠装偶的热电动势(P分)为41276 mV，微分热电动势S被()为0039 mV。求在1 000时被校铠装偶热电动 势和对分度表的偏差。(铠装偶未接补偿导线，P补一00 mV)在1 000时，被校铠装偶热电动势为JJF 1262-2010州归413lo+塑紫o039+0()一4】359 mV对分度表的偏差为8*(t)一。被()一。升=41359412760083 mV偏差At为龇一黜一糕=21310JJF 1262-2010附录C铠装热电偶校准记录参考格式校准记录mV委托单位 分度号生产单位 H厂编号 证朽编号 流水号读数顺序 标准偶读数mV标准偶证书值r*一 mV校准温度点：1234 平均 差值结果 示值 示值偏差读数顺序 标准偶读数mV标准偶、正书值e*一 mV校准温度点：l234平均 差值 结果 示值示值偏差JJF 12622010 表(续)读数顺序 标准偶读数mV 标准偶证书值e标证一mV校准温度点：l204平均 差值 结果示值 示值偏差室温 湿度 RH校准员： 核验员： 年 月 日镰员共爽12JJF 1262-2010附录D铠装热电偶校准结果参考格式校准结果1常温绝缘电阻 项目试验温度分度号 长度m 绝缘电阻Ma2示值校准温度点 热电动势 对分度表的偏差扩展不确定度u 包含因子mV热电偶参考端温度为0 (以下空白)JJF 1262-2010附录EK、N、E、J、T型铠装热电偶热电动势允差表铠装镍铬-镍硅热电偶(K型)mV测量端热电动势1级2级温度 标准值允差 热电动势范围 允差 热电动势范围100 4096 士006240344158 0103 399341 992008138 006080788198010080388238300 12209 0062 1 214712271 0104 1 21 051 2313400 1 6397 0068 163291 6465 01 27 1627016524500 20644 0085 2055920729 士0160 2048420804600 24905 0102 2480325007 01 91 2471425096700 291 29 O117 2901229246 0220 28909293498()O 33275 士O131 3314433406 士0246 3302933521900 37326 0144 3718237470 O270 37056375961 00() 41276 0156 4112041432 0292 4()98441 5681 100 45119 0167 4495245286 O312 448074543l铠装镍铬硅一镍硅镁热电偶(N型)n1V测量端热电动势1级2级温度 标准值 允差 热电动势范围 允差 热电动势范围100 2774 士004427302818007427002848200 5913 0040 58645882 0082 583159953009341 土005392889374 008992529430400 1 2974 0059 1291513033 O1ll 128631 3()85500 16748 0076 166721 6824 士0143 l 660516891600 20613 0094 2051920707 01 75 2043820788700 24527 土0110 24，4l 724637 0206 2d32124733800 28455 01 26 283292858l 土0235 2822028690900 32371 0140 3232132511 02(j4 3217：2635 l 000 36256 01 54 36，10236410 【)29【) 3S96636546 l 100 40087 土0167 3992040254 031 3 39774q04001Jli12622010铠装镍铬一铜镍热电偶(E型)mV测量端热电动势1级2级温度 标准值允差 热电动势范围 允差 热电动势范围lOO631 9010162186420 0169 61506488200l 342i 土01111331013532 0186 132361 36063()()21036 011 72091921153 土0195 208412123140028946土012828818290740240 287()629186500 3700501 62 3684337167 03033670237308600 4509301944489945237 土036344730454567005311 20223 52889533350418 5269453530800610l 7 士O251607666126804716054661488900 68787 0519 6826869306铠装铁-铜镍热电偶(J型)mV测鼍端热电动势 1级2级温度 标准值 允差 热电动势范同允差 热电动势范围1005269 00825187535101365133540520()107790083 1069610862 01 39 lO64010918300 163270083162441641001381618916465400 21848土00882176021936 0165216832201350027393 土011 22728l27505土0210 271832760360033102 0140 3296233242-4-02633283933365700391 32 士01 74 389583930603263880639458750 4228101 91 4209042472 03584192342639铠装铜一铜镍热电偶(T型)mV测量端 热电动势1级2级温度、标准值 允羞 热电动势范围 允差 热电动势范围100 4279 002442554303土0047423243262009288 004392459331 0080920893682501 2013 土0056 11957120690105 119081 2118300 14862土0070147921493201311473114993350l 7819 土00841 77351 7903 01 58 1766l17977JJF 1262-2010附录FK、N、E、J、T型铠装热电偶整百度点微分热电动势表uV微分 分度号分度号 热电、动势温度亡、KN EJTO3945 2616 5867 5038 38751004137 2964 6752 5436 4678200 399732997403 5551 531525040，71 3431 7624 5551 55803004145 3542 7791 5535 58093504191 3635 791 55519 60164004224 3713 8006 551 S61805004263 3827 8093 55996004251 3896 8066 58497004190 3926 7965 6215750 414739297905 6370800 41003926 78439004000 3904 76831 0003898 3861l 100 3785 3798JJF 1262-2010附录G铠装热电偶热电动势测量结果不确定度评定实例G1校准方法 采用比较法中的双极法。在管式炉中放置金属均温块，将二等标准铂铑lo一铂热电偶(以下简称标准偶)套上陶瓷保护管与铠装偶，分别插入金属均温块中进行比较，测 量标准热电偶和被校铠装偶的热电动势值。G2数学模型 分度时，被校铠装偶在某点上的热电动势采用下式计算：州D一如)十鼍景产S如)十(G1)式中：r()被校铠装偶在某校准温度点附近，测得的热电动势算术平均值，1TIV； r标标准热电偶证书上某校准温度点的热电动势值，mV； r“()标准热电偶在某校准温度点附近，测得的热电动势算术平均值，ITIV； S自、()，s*()一标准热电偶、被校铠装偶在某校准温度点的微分热电动势，pV；补偿导线修正值，mV。G3合成方差和灵敏系数“：一fl u(e被)?+f2u(e怀证)2+f3“(9怀)2+(4 u(e朴)2(G2)其中：Cl一弛*(f)*(r)c 2一面破(f)却标证()一S被(t)S标(t) C3一Oe被(r)抛怀(f)一一S教(f)S株(f) f13eel(f)抛(t)G4计算标准不确定度分量(以K型铠装偶校准温度点400，微分热电动势4224“V为例)G41 被校铠装偶输入量8(t)带来的不确定度(P*) 输入量e*(f)的标准不确定度u(e被)，其来源有被校铠装偶的重复性测量、电测设备测量误差、炉内金属均温块径向温场的不均匀性、炉温的波动、转换开关接触电势、 参考端温度不等于0、补偿导线等。G411 被校铠装偶重复测量带来的不确定度u(e*。) 用标准偶对被校铠装偶(K型)在400共进行6组独立重复测量，测量值是每一组校准记录4次数据的平均值。测量值及计算结果见表G1，按A类方法评定，服从 正态分布。JJF 12622010衰G1测值及计算结果mV组数 】23456测量值z，16392 16400 1640116397 163911 6398 丁一16396r二“29i丁剐004(z，一彳)21 71平均值的标准不确定度：“(81)一sl6一1703“VG412 电测设备测量误差引入的不确定度“(e。) 校准铠装偶热电动势使用的数字表为KEITHLEY 2010，量程为100 mV，它的测量值的误差按年内的准确度得到，为土(3710 6读数+910 6量程)，按对应校准 点，读数取165 mV，量程100 mV，误差1510肚V。按均匀分布考虑，包含因子 k一3，半宽为1510肚V。则标准不确定度为U(8艘2)一1510730872“V G413金属均温块径向温场不均匀引入的不确定度“(e被。)校准时，由于炉内放置的金属均温块径向温场不均匀，经测试最大差值为021t 换算成热电势值为8870弘V。按均匀分布考虑，包含因子k一73，取半宽为4435 pV。 则标准不确定度为“(83)=443532561”VG414 炉温波动引入的不确定度“(8被。) 每一组独立测量时，由标准偶测得温场实际变化最大不超过04 HV，以微分热电势9567 pVC计算(相当于为0042)，再以微分电势4224肛V计算其带来的 最大误