计量标准技术报告6(2015热电偶)

1、计量标准技术报告计量标准技术报告 计量标准名称 工作用热电偶温度计标准装置 计量标准负责人 建标单位名称（公章） 填写日期 目目 录录 一、建立计量标准的目的一、建立计量标准的目的.3 二、计量标准的工作原理及组成二、计量标准的工作原理及组成.3 三、计量标准器及主要配套设备三、计量标准器及主要配套设备.4 四、计量标准的主要技术指标四、计量标准的主要技术指标.5 五、环境条件五、环境条件.5 六、计量标准的量值溯源和传递框图六、计量标准的量值溯源和传递框图.6 七、计量标准的重复性试验七、计量标准的重复性试验.7 八、计量标准的稳定性考核八、计量标准的稳定性考核.8 九、检定或校准结果的测量

2、不确定度评定九、检定或校准结果的测量不确定度评定.9 十、检定或校准结果的验证十、检定或校准结果的验证.13 十一、结十一、结 论论.14 十二、附加说明十二、附加说明.14 一、建立计量标准的目的一、建立计量标准的目的 温度是热电生产中的重要且数量较多的物理量，而热电偶是温度仪表的感温元 件，热电偶的准确与否直接影响温度仪表示值的准确性。为保证工作用热电偶的准 确，按国家计量管理工作的相关规定，建立二等铂铑10-铂热电偶标准装置。它主要 用于我公司生产中使用的工作用廉金属热电偶的定期检定，保证温度量值传递准确 可靠。 二、计量标准的工作原理及组成二、计量标准的工作原理及组成 二等铂铑10-铂

3、热电偶标准装置由二等铂铑10-铂热电偶、数字多用表、热电偶检 定炉、自耦变压、低电势开关等组成。 标准装置工作原理简图 采用比较法，将被检热电偶与标准热电偶捆扎成一束放入检定炉中，热电偶的 测量端应处于管式炉的最高温区中心，标准偶应与管式炉轴线位置一致。然后由低 温向高温逐点升温检定。待炉温升到检定点温度且稳定后，由标准热电偶开始依次 测的各被检偶的热电动势，根据二者之间的示值误差来判定被检热电偶合格与否。 1 管式炉 2 低电势扫描开关 3 数字多用表 4 被检热电偶 5 标准热电偶 三、计量标准器及主要配套设备三、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

4、大允许 误差 制造厂及 出厂编号 检定或 校准机构 检定周 期或复 校间隔 二等铂铑 10-铂 热电偶 S 01300二等 中国昆明 2010-172 省计量院1 年 计 量 标 准 器 数字万用表KEITHLEY 2000 (0-100)mADC (0-100)mV/100VDC 6位半KEITHLEY 市计量所1年 低电势开关 PRT Selector Switch-954 (0.1V-750V) AC /KEITHLEY -1 自检 1 年 精密水银温度计棒式 0-500.10440 自检 1年 主 要 配 套 设 备 管式电炉 SK-2-12/105自测1年 四、计量标准的主要技术指标

5、四、计量标准的主要技术指标 该项标准装置的主要技术指标 1、 二等铂铑10-铂热电偶：S 型，准确度等级：二等 2、数字多用表：KEITHLEY 2000：(0.005%RD+0.0035%F.S) 3、热电偶检定炉：长度：600mm，加热管：40mm，均匀温场长度： 30mm，半径：14mm 的区域内任意两点范围的温度差为 1.0。 五、环境条件五、环境条件 项 目要 求实际情况结 论 温 度 (205)(205) 符合要求 湿 度80%RH80%RH符合要求 六、计量标准的量值溯源和传递框图六、计量标准的量值溯源和传递框图 上 级 计 量 器 具 本 级 计 量 器 具 下 一 级 计 量

6、 器 具 基（标）准名称：一等铂铑 10-铂热电偶 不确定度或 准确度等级或 最大允许误差：一等 溯源单位：襄樊市计量测试所 比较法 计量标准名称：二等铂铑 10-铂热电偶 测量范围：（3001300） 不确定度或 准确度等级或 最大允许误差：二 等 计量器具名称：工作用廉金属热电偶 测量范围：（3001300） 不确定度或 准确度等级或 最大允许误差：工作用级 比较法 七、计量标准的重复性试验七、计量标准的重复性试验 在标准装置正常工作条件下，使用一支二等铂铑10-铂热电偶，测量范围（3001300）， 对被检 一支工作用廉金属热电偶测量范围（3001300）， K 型热电偶，在 600点上

7、等精度 重复测量 10 次，得到以下一组数据（单位：mV）： 试验时间 测量值（V） 测量次数 2012 年 4 月 12 日 2013 年 4 月 15 日 2014 年 4 月 13 日 2015 年 4 月 17 日 试验条件 21;55%RH22;51%RH20;56%RH21;53%RH 1 24.954 24.962 24.966 24.992 2 24.954 25.004 24.962 24.990 3 24.950 24.964 24.988 24.994 4 24.950 25.005 24.954 24.971 5 24.960 24.964 24.958 24.997

8、6 24.970 24.962 24.966 24.974 7 24.952 24.950 24.960 24.974 8 24.954 25.004 25.015 24.971 9 24.950 24.940 24.980 24.992 10 24.970 25.005 24.958 24.906 n i n Xi X 1 24.956424.976024.970724.9761 1 1 2 n XX XS n i i i 0.00780.02560.01880.0267 试验人员 * * * * * * * * 八、计量标准的稳定性考核八、计量标准的稳定性考核 在标准装置正常工作条件下，使

9、用一支二等铂铑10-铂热电偶，测量范围（3001300）， 对一支被检工作用廉金属热电偶，测量范围（3001300），K 型热电偶，在 600点上等精 度重复测量 10 次，每年测量一次，得到以下一组数据：（单位：mV） 考核时间 测量值（V） 测量次数 2012 年 4 月 12 日 2013 年 4 月 15 日 2014 年 4 月 13 日 2015 年 4 月 17 日 1 24.95424.96224.96624.992 2 24.95425.00424.96224.99 3 24.9524.96424.98824.994 4 24.9525.00524.95424.971 5 2

10、4.9624.96424.95824.997 6 24.9724.96224.96624.974 7 24.95224.9524.9624.974 8 24.95425.00425.01524.971 9 24.9524.9424.9824.992 10 24.9725.00524.95824.906 i y24.956424.976024.970724.9761 最大变化量 1 ii yy/0.019600.005300.00540 允许变化量 0.04282 考核人员 * * * * * * * * 九、检定或校准结果的测量不确定度评定九、检定或校准结果的测量不确定度评定 1、概述、概述

11、依据 JJG351-1996工作用廉金属热电偶检定规程和 JJF1059-1999测量不确定度评定 与表示，按照双极法进行测量，以二等铂铑10-铂热电偶作为标准器，测量对象为级 (3001300) 工作用廉金属热电偶,在 800测量点对被测仪表示值误差的不确定度进行评定。 2、数学模型、数学模型 = + - e )t (e 被被 )t (S )t (S )t (e)t (e 被被 标标 标标标标 分分 e 式中： 被检热电偶在检定点温度（t）的误差； e 被检热电偶在检定点温度附近（t）的热电动势；)t (e 被被 标准热电偶在检定点温度（t）的热电动势； )t (e标 标 标准热电偶在检定点

12、温度附近（t）的热电动势； )t (e 标标 标准热电偶在检定点温度的微分电动势；)t (S标 标 被检热电偶在检定点温度的微分电动势)t (S被 被 被检热电偶在检定点温度（t）时分度表查得的热电动势值。 分分 e 3、不确定度来源及分析、不确定度来源及分析 3.1 由引入的不确定度)t (e 被被 来源主要有四部分：被检热电偶的测量重复性、电测仪表的测量误差、检定炉温场不均匀和 热电偶参考端温度不均匀。 3.1.1 测量重复性引入的标准不确定度)e(u 1被被 在相同条件下，对同一支被检 K 型热电偶在 800点作等精度多次检定。数据如下表所示： 次 数测量值（mV） xxi 2 i xx

13、 133.2470.0030. 233.249-0.0010. 333.251-0.0010. 433.253-0.0030. 533.2500.0000. S = = 0.0029mV 1n xx 2 n 1i i ）（ = 0.0029 mV =2.9V)e(u 1被被 3.1.2 由电测仪表的测量误差引入的标准不确定度)e(u 2被被 电测仪表为数字多用表，以年变化率表示其示值误差： （0.005%示值+0.0035%量程），以 K 分度 800为例， 其最大误差为（0.005%33.275+0.0035%100.000）=0.0052mV=5.2V， 服从均匀分布，包含因子 k=，半宽

14、度 a=5.2V。3 =5.2/k=3V)e(u 2被被 3.1.3 检定炉温场不均匀引入的标准不确定度)e(u 3被被 检定炉温场最大允许温差为 1,折合电量约为 40V，半宽为 20V，服从均匀分布，包含因 子 k=，因此，3 =11.55V。)e(u 3被被 20 3 3.1.4 热电偶参考端温度不均匀引入的标准不确定度)e(u 4被被 热电偶参考端温度测量不准确,估计为0.2,折合电量引入的最大误差为8.0V，半宽为 8V，服从均匀分布，包含因子 k=，3 =4.62V。)e(u 4被被 3 0 . 8 3.1.5 由引入的标准不确定度的合成)t (e 被被 )e(u 被被 = = 1

15、3.12)e(u 被被 ）（）（）（）（ 被被被被被被被被4 2 3 2 2 2 1 2 eueueueu 633.248-0.0020. 733.247-0.0030. 833.2500.0000. 933.2520.0020. 1033.2510.0010. x 33.250 3.2 由引入的不确定度： )t (e标 标 不确定度主要来源于二等标准偶分度值的不确定度和二等偶的年不稳定性 3.2.1 二等标准偶分度值的不确定度)e(u 1标标 二等偶在铜点、铝点、锌点的标准不确定度分别为 2.6V、2.4 V、2.4 V，由此可推出 800的标准不确定度为 2.6V。 = 2.6V)e(u

16、1标标 3.2.2 由二等偶的年不稳定性引入的标准不确定度)e(u 2标标 二等铂铑 10-铂热电偶的年变化为10uV，服从正态分布，k=3，半宽度为 10V，因此 = = 3.33V)e(u 2标标 3 10 3.2.3 由引入的标准不确定度的合成： = = 4.2V)t (e标 标 )e(u 标标 )e(u 标标 ）（）（ 标标标标2 2 1 2 eueu 3.3 由引入的不确定度：不确定度主要来源于二等标准偶测量重复性、电测仪表的测量)t (e 标标 误差和参考端温度不均匀。 3.3.1 二等标准偶测量重复性引入的标准不确定度)e(u 1标标 在相同条件下，对同一支标准热电偶（S 型）在

17、 800点作等精度多次检定。数据如下表所 示： 次 数测量值（mV） xxi 2 i xx 17.3380.000 0. 27.3380.001 0. 37.3390.000 0. 47.339-0.0010. 57.3370.0010. 67.3380.0000. 77.3380.0000. 87.337-0.0010. 97.3400.0020. 107.3380.0000. x 7.338 S = = 0.0009 mV 1n xx 2 n 1i i ）（ = 0.0009mV =0.9V)e(u 1被被 3.3.2 电测仪表的测量误差引入的标准不确定度)e(u 2标标 数字多用表的最大

18、误差为（0.005%7.345+0.0035%100.000） =0.0039mV=3.9V， 服从均匀分布，包含因子 k=，半宽度 a=3.9 V。3 = 3.9/k = 3.9/= 2.3V)e(u 2被被 3 3.3.3 二等偶参考端温度不均匀引入的标准不确定度 )e(u 3标标 二等偶参考端温度测量不准确估计为0.2,折合电量引入的最大误差为2.0V，半宽为 2V，服从均匀分布，包含因子 k=， = 2/= 1.15 V3)e(u 3标标 3 3.3.4 由引入的标准不确定度的合成)t (e 标标 )e(u 标标 = =2.72V)e(u 标标 ）（）（）（ 标标标标标标3 2 2 2 1 2 eueueu 3.4 由、引入的标准不确定度数值很小，可以忽略不计。)t (S标 标 )t (S被 被 3.5 由于为分度表查得数据，引入的标准不确定度数值很小，可以忽略不计。 分分 e 4、合成标准不确定度、合成标准不确定度 4.1 灵敏系数 C1= /=1 )t (e )t (e 被被 C2=/= = 3.38)t (e )t (e标 标 ）（）（ 标标被被 tS/tS C2=/= - =-3.38)t (e )t (e 标标 ）（）（ 标标被被 tS/tS 4.2 合成标准不确定度的计算 = C 2 u 2 3 2 2 2 1 euceuceuc）（）（）（ 标标标标