二等水银温度计标准装置.doc

计量标准技术报告 计量标准名称 二等水银温度计标准装置 建立计量标准单位 株洲华银火力发电有限公司 计量标准负责人 王瑞升 筹建起止日期2005年5月10日2005年10月30日 说 明 1.申请建立计量标准应填写计量标准技术报告。计量标准考核合格后由申请单位存档。2.计量标准技术报告由计量标准负责人填写。3. 计量标准技术报告用计算机打印或墨水笔填写，要求字迹工整清晰。目 录一.计量标准的工作原理及其组成二.选用的计量标准器及主要配套设备三.计量标准的主要技术指标四.环境条件五.计量标准的量值溯源和传递框图六.计量标准的测量重复性考核七.计量标准的稳定性考核八.测量不确定度评定九计量标准的测量不确定度验证十.结论十一.附加说明一.计量标准的工作原理及其组成冰点槽或水槽或油槽标准水银温度计被检水银温度计采用比较法检定,即标准水银温度计与被检水银温度计进行比较。0检定点在冰点槽中检定，95点在水槽中检定，300检定点在恒温油槽中检定。读数顺序为:标准 被检1 被检2 被检n。 标准 被检1 被检2 被检n二.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检定证书号二等标准水银温度计WBG-0-2（0-300）二等上海211972113738547384707738677379 200309420030952003096200309720030982003099二等标准水银温度计WBG-0-2（0-300）二等上海183352113742551570436687577386 200301002003010120030102200301032003010420030105主 要 配 套 设 备标准恒温水槽HFY-2（0-100）西航电子仪器厂编号:03008标准恒温油槽HFS-2（0-300）西航电子仪器厂编号: 03009RZJ热工全自动检定系统RZJ-2D（01300）西航电子仪器厂200321冰点槽0三.计量标准的主要技术指标1. 标准器等级： 二等标准水银温度计 2. 测量范围： (0300)四.环境条件项目要求实际情况结论温 度(1535)25合 格湿 度85%RH70%RH合 格防 尘、防 震无尘、无震无尘、无震合 格防外电磁干扰无外磁场影响无外磁场影响合 格工作人员服装、鞋坚持穿用可合 格五.计量标准的量值溯源和传递框图上一级计量器具湖南省电力试验研究所一等标准水银温度计(0-300)比较法本单位计量器具本公司二等标准水银温度计(0-300)比较法下一级计量器具双金属温度计(0-300)压力式温度计(0-300)数字式温度计(0-300)工作用液体温度计(0-300)六.计量标准的测量重复性考核 标准偏差(重复性)测试方法:选用两只有有效证书的二等标准水银温度计，其中一支作为标准器，编号为30115，另一支作为被检对象，编号为36075。在本标准装置上，按规程要求，分别在100温度点处进行5次以上等精度检定。每次检定后，应将温度计从恒温槽中取出，重新升温进行下一次检定。将各次检定结果填入下表，并计算出检定结果的标准偏差S，作为本标准装置的检定重复性实测数据，若S小于测量结果的合成标准不确定度Uc0.025，则本标准装置的重复性符合要求。否则，应查找原因，重新测试。检定次序一二三四五六平均值检定结果99.9399.9399.9499.9699.9299.9499.94标准偏差S=0.014S0.014Uc0.025所以符合要求。七.计量标准的稳定性考核2005年二等标准水银温度计稳定性考核方法：用两支二等标准水银温度计，其中一支作为标准器，编号为30115，另一支作为被检对象，编号为36075。在本标准装置上，按规程要求在100的温度点，本年度测量四次，测量间隔不小于一个月，每次测量6个数据，取6个数据的算术平均值，平均值的最大值与最小值之差小于二等水银温度计的扩展不确定度U95=0.05,即被检二等水银温度计稳定性合格。测量组数测量次数测量结果123456平均值一99.9094.9299.9499.9199.9099.9299.91二99.9299.9199.9499.9699.9399.9599.94三99.9799.9499.9399.9499.9799.9399.95四99.9399.9499.9599.9299.9799.9399.94总平均值99.94算术平均值最大值与最小值之差：99.9599.910.04 U95=0.05，故符合要求。八.计量标准不确定度评定1 概述1.1 测量依据JJG 130-2004工作用玻璃液体温度计检定规程1.2 测试标准 二等标准水银温度计，温度范围（50100）。1.3 被测对象二等标准水银温度计，分度值0.1，温度范围（50100），浸没方式为全浸式，感温液体为水银。1.4 测量方法将二等标准水银温度计和被检工作用玻璃液体温度计同时以全浸方式放入恒定温度为100的恒温槽中，待示值稳定后，分别读取标准温度计和被检温度计的示值，计算被检温度计的修正值。2 数学模型 x=（ts+ts）-t式中 x工作用玻璃液体温度计的修正值； ts二等标准水银温度计的示值； ts二等标准水银温度计的修正值； T工作用玻璃液体温度计的示值。3 灵敏系数 c1=1 c2= =1 c3= =-14 标准不确定度评定4.1 输入量ts的标准不确定度u（ts）输入量ts的标准不确定度的主要来源如下。a）二等标准水银温度计读数分辨力（估读）引入的标准不确定度u（ts1），用B类标准不确定度评定。二等标准水银温度计的读数分辨力为其分度值的1/10，即0.01，则不确定度区间半宽为0.01，按均匀分布处理。u（ts1）=0.01/0.006，估计其不可靠性为20%，自由度（ts1）=12。b）二等标准水银温度计读数时视线不垂直引入的标准不确定度u（ts2），用B类标准不确定度评定。二等标准水银温度计读数误差范围为0.005，则不确定度区间半宽为0.005，按反正弦分布处理。u（tS2）=0.005/0.004，估计其不可靠性为20%，自由度（ts2）=12。 c）由恒温槽温场不均匀引入的标准不确定度u（ts3），用B类标准不确定度评定。 恒温槽温场最大温差为0.04，则不确定度区间半宽为0.02，按均匀分布处理。u（ts3）=0.02/0.012，估计其不可靠性为10%，自由度为（ts3）=50。 d）恒温槽温度波动引入的标准不确定度u（ts4），用B类标准不确定度评定。 恒温槽温场稳定性为0.04/10min，则不确定度区间半宽为0.02，按均匀分布处理。u（ts4）0.02/0.012，估计其不可靠性为10%，自由度（ts4）=50。 因为u（ts1）、u（ts2）、u（ts3）、u（ts4）互不相关，所以 u（ts）=0.0184八.计量标准不确定度评定（ts）=4.2 输入量ts的标准不确定度uts由修正值引入的标准不确定度u（ts3），用B类标准不确定评定。由二等标准水银温度计检定规程可知，二等标准水银温度计检定结果的扩展不确定度U99=0.03，包含因子kp=2.58。所以uts=0.03/2.58=0.01，估计其不可靠性为10%，自由度（ts）=50。4.3 输入量t的标准不确定度u（t） 输入量t的标准不确定度的主要来源如下。a） 被检体温计示值重复性引入的标准不确定度u（t1），用A类标准不确定度评定。将二等标准水银温度计和一支被检温度计同时以全浸方式放入恒定温度为100的恒温槽中，待示值稳定后，进行5次以上等精度测量。分别计算修正值，其标准差s0.014，故u（t1）=0.014，自由度（t1）=9。b） 被检温度计的读数分辨力（估读）引入的标准不确定度u（t2），用B类标准不确定度评定。被检温度计的分度值为0.1，读数分辨力为其分度值的1/10，即0.01，则不确定度区间半宽为0.01，按均匀分布处理。u（t2）=0.01/0.006，估计其不可靠性为20%，自由度（t2）=12。c） 被检温度计读数时视线不垂直引入的标准不确定度u（t3），用B类标准不确定度评定。被检体温计读数时由于视线不垂直产生读数误差范围为0.01，则不确定度区间半宽为0.01，按反正弦分布处理。u（t3）=0.01/0.007，估计其不可靠性为20%，自由度（t3）=12。因u（t1）、u（t2）、u（t3）互不相关，所以u（t）=0.016（t）=5 合成标准不确定度5.1 标准不确定度汇总ixiaikiu（xi）ciui（y）i1输入量ts引入的标准不确定度10.01841171.1标准温度计的读数分辨力ts10.010.006121.2标准温度计读数视线不垂直ts20.050.004121.3恒温槽温场均匀性ts30.020.012501.4恒温槽温度稳定性ts40.050.014502输入量ts引入的标准不确定度0.032.580.0110.01503输入量t引入的标准不确定度-10.016153.1被检温度计的示值重复性t10.01410.01493.2被检温度计的读数分辨力t20.010.006123.3被检温度计读数时视线不垂直t30.010.00712八.计量标准不确定度评定其中 i不确定度来源的序号； xi第i个输入量； ai不确定度区间半宽； ki包含因子； u（xi）输入量的标准不确定度； ci灵敏系数； ui（y）=ciU（xi）合成标准不确定度分量； 自由度。5.2 合成标准不确定度计算以上各项标准不确定度分量是互不相关的，所以其合成标准不确定度为 0.025取1005.3 扩展标准不确定度计算取p=95%，查t分布表，得包含因子k=t0.95（100）=1.984。则U95=kuc（y）=1.9840.0250.05九.计量标准的测量不确定度验证1 该计量标准装置得测量不确定度验证：1.1验证方法：采用传递比较法，通过实验室之间的比对进行测量不确定度验证。1.2 传递比较法的说明：用被考核的计量标准测量一稳定的被测对象，然后将该被测对象用另一套更高级的计量标准进行测量。若用被考核计量标准和高一级计量标准进行测量时的扩展不确定度（k=2），分别为u和u0 ,它们的测量结果分别为Y和Y0,则应满足：当u0 成立时，可忽略，u0的影响，此时上式成为：u1.3测量不确定度验证结果：1.3.1检定对象：二等标准水银温度计精度为：二等，量程为(0100)1.3.2检定方法：选用两支有效证书的二等标准水银温度计，其中编号为30115作为标准器，编号为36075作为被检对象。按规程要求，在本装置上100温度点处，对其进行检定，将检定结果记为Y，再将此被检水银温度计送本系统上级计量检定机构检定，检定结果记为Y0被测对象二等标准水银温度计（）检定点100本装置检定结果99.96上级装置检定结果99.94两装置检定结果差值0.021.4 测量不确定度验证结论 由标准不确定度评定可知，被考核计量标准的扩展不确定度为0.05,则0.02 u=0.05,该计量标准装置的测量不确定度验证结果，符合计量标准考核规范的要求。十.结论经理论分析、计算及实验验证，本标准装置的主要指标为：1、 测量范围：(0-300) 2、扩展不确定度U=