二等铂铑10热电偶规范标准装置

1、国防计建立测量标准技术报告标准名称二等铂铑0-热电偶标准装置计量技术机构国营云南机器三厂计量处.编 写 鲁冀阳一一2Q10.年.10.月21日审 核 陈玉宽2010.年10.月2丄.日一、测量标准概述二、测量标准性能三、构成测量标准的测量器具及配套设备4)(四、检定人员 五、校准（检定）环境条件 六、测量标准不确定度的评定 七、测量标准重复性 八、测量标准稳定性九、测量标准不确定度的验证 十、结论11)(卜一、附录共11页 第1页一、测量标准概述1、建立测量标准的目的，意义及用途温度是工厂控制热加工产品质量的参数，在我厂生产过程中，将对一些零件进行热处 理和表面处理等特定工序，为确保热处理产品

2、的质量需要对热处理温度进行精确测量，热 电偶作为我厂使用最广泛的测量元件，它的准确性和稳定性将影响其测温准确度，因此建 立二等铂铑10铂热电偶标准装置是确保温度量值传递准确可靠的一项重要的工作。2、测量标准的组成及工作原理本装置由二等铂铑 10 铂热电偶、标准装置由二等铂铑10 铂热电偶，热工仪表校 验仪，管式检定炉及控温设备等组成。本标准装置的工作原理为：用热工仪表校验仪分别测量被测和标准热电偶在检定点附 近温度点的热电势，由标准热电偶的热电动势与已知检定点的分度值及微分热电动势与已知检定点的分度值及微分电动势得到测量时实际温度与检定点的差值。原理图如下所示:被检1被检2热工仪表校验仪3、检

3、定方法检定时，将被检和标准热电偶的测量端对齐，用细镍铬丝捆扎好先放入管式检定炉最5 C,炉温变化V 0.2 C高温区中心，当炉温升至检定点温度并恒温后（炉温偏离检定点w±/min时），由低至高通点升温检定并按：椚一被1被被n 被nf 被2被14次，依次测量各标的测量顺序，读数应迅速准确，时间间隔应相近，测量读数不应少于 检定点被检热电偶的热电动势，然后通过计算得出被检热电偶，各温度点的示值误差。4、依据的检定规程：JJG351 1996工作用廉金属热电偶检定规程共11页 第2页二、测量标准性能主要技术指标: 该标准装置由二等铂铑10 铂热电偶，管式检定炉，炉温控制装置和热工 仪表校验

4、仪等组成。(1 )二等铂铑10热电偶的电极直径为0.5mm，新制的热电偶电极长度 不小于1000mm。使用中的不小于 900mm。(2 )二等铂铑10 铂热电偶测量端温度在铜点(1084.62 C)的热电动势应满足 E (tcu ) =(10575 ±0.015)mv ;(3)长期稳定性(铜点温度热电势的年变化)不大于10 pv;(4)短期稳定性(监督性校验结果)不大于 7 pv;(5)总不确定度为1.0 C。共11页 第3页三、构成测量标准的测量器具及配套设备测 量 器 具名称型号规格出厂编号生产国 别厂家研制或购进时间测量范围允许误差极限校准（检 定） 机构校准（检 定）时间校准

5、（检定） 证书号二等热电偶S0.5100mmS10-2838昆明大 方2010 年 7月419.5271084.62±1.0 C省计量测试院2010 年7月25日20110724热工仪表校验仪Sp mk3005S073005009北京斯贝克2007 年 9月-200-1820 C±0.013%5311 计量站2010 年3月(2010)证字 第 18-0075热电偶检定炉WJL-301103云南仪表厂2009 年07月1300 C20mm ±0.1 r云南仪表厂2009 年8月准用油浸切换开关WKR-61上海天平仪器厂84 年 10月1<1 pV上海天平仪器

6、厂2009 年8月准用温度控制装置DWK 702上海自动化仪表六厂88 年 110-59999mv0.25上海自动化仪表厂2010 年准用共11页 第5页四、检定人员姓名技术职称从事本专业年限检定专业项目检定员证号张俊助技20年高温（热电偶）滇考字078号杨兰工人14年高温（热电偶）滇考字077号五、校准（检定）环境条件项目名称要求实际情况温度20 ±10 C10 ±28 C湿度30%80%<80%_六、测量标准不确定度的评定1、输出量二等铂铑10 铂标准热电偶标准装置，给出被检热电偶在各固定点上的热 电动势2、数学模式E 被（t ）= E 标（t ）+©

7、（t）式中：E标（t）二等标准热电偶证书上某检定点温度的热电动势值； e （t）分度时测的被检和标准热电偶的热电势平均值的差值;3.1不确定度来源3.2测量标准重复性引入的测量不确定度3.3上级标准传递引入的测量不确定度3.43.5油浸转换开关寄生电势引入的测量不确定度3.6检定时管式炉温度稳定性变化引入的测量不确定度3.7参考端温度补偿测量引入的测量不确定度二等标准热电偶引入的测量不确定度电测仪器引入的测量不确定度4、标准不确定度评定：4.1测量标准重复性引入的不确定度 UA由于测量标准重复性结果，某测量得 的实验标准偏差Sn （x）=2.7 uv则 UA= Sn（X）/ 需=2.7/76

8、= 1.1 uv共11页 第6页六、测量标准不确定度的评定4.2上级标准传递引入的测量不确定度Ubi10 铂热电偶的扩展不确定C在600 C，点由上级的检定证书可知，一等标准铂铑度为0.6 C,按正态分布，取k =3则Ubi=0.6/3=0.2换算为热电动势为：Ub1 =0.2 X 42.51 = 12.8v4.3二等标准热电偶引入的测量不确定度Ub2按正态分布，取k1卩v按均匀分布,由二等标准铂铑10 -铂热电偶的扩展不确定度为1.0 C,=3，则Ub2 = 1/3=0.3 C在600 C点换算为热电势为：Ub2=0.3 X 42.51 = 12.84.4电测仪器影响量引入的测量不确定度Ub

9、3根据检定规程规定，热工仪表校验仪的最小步近值不大于取 k = 则 Ub3=1/ 恵=0.6 av4.5油浸转换开关寄生电势引入的测量不确定度Ub4根据检定规程规定，测量回路的油浸转换开关的寄生电势为 < 1 a按均匀分 布，取k 二爲，则 Ub4=1/ J3 =0.6 av4.6检定时管式炉温温度性变化引入的测量不确定度Ub5根据检定规程规定，检定时管式炉温变化不于±0.25 C,按均匀分布，取k二石，贝J Ub5=0.25/亦=0.14 C在600 C点换算为热电势为：Ub5=0.14 X 42.51=64.7参考端温度温度补偿测量引入的测量不确定度Ub6检定时测量温度补偿

10、的二等水银温度计的允许误差为±0.C，按均匀分布,取 k 二石，则 Ub6=0.1/ <3=0.06 C共11页 第7页六、测量标准不确定度的评定在600 C点换算为热电动势为 Ub6=0.06 X42.51 = 2.55、合成标准不确定度 Uc二 7Ua Ubi Ub2 Ub3 Ub4 Ub5 Ub6=7l.12 8.5212.820.620.62622.52=16.7 jiv6、扩展不确定度U二等铂铑10 铂标准热电偶标准装置的扩展不确定度为:U=ku c=2 X 16.7=33.4區=2 )在600 C点换算为温度为：U=0.8 C( k = 2)共11页 第8页七、测量

11、标准重复性在标准装置正常工作条件下，选用一只K型工业用热电偶，编号为R002在600 C温度点，经检定炉，炉温恒温后,在30min内重复测量6次，每隔5min测 量一次，其测量值列表如下所示：序号测量值Xi平均值XXi - X(Xi - X)2124.896-0.00050.25 X10-6224.8990.00256.25 X10-6324.89324.8965-0.003512.25 X10-6424.8970.00050.25 X10-6524.894-0.00256.25 X10-6624.9000.003512.25 X10-6所以本标准装置的重复性用观测的实验标准偏差Sn(X)表征

12、为:(n-1)Sn(x)=七X?)2 = v375A =0.0027mv对于K型热电偶相当于0.06 C即Sn=2.7卩v2/3uc=11 yv故标准重复性符合要求。共11页 第9页八、测量标准稳定性在标准装置正常工作条件下，选用编号为 R002K型热电偶，在600 C 温度点的炉温恒温后，在30min内重复测量误差温度6次，每间隔一个月 测量一次，在半年内共观测到4次，各次结果测得值列表如下时 间数值、2007年4月2007 年10月2007 年 11月2008年2月序号测量值X1测量值X2测量值X3测量值X4124.89624.90024.89324.896224.89624.90024.

13、89724.899324.89924.89924.89524.893424.89624.89724.89524.897524.89824.90024.89624.894624.89724.89524.89524.900X?24.89724.898524.895224.8965X5?24.8968X?2 X?0.00020.0017-0.0016-0.0003测量标准的稳定性用实验标准偏差 Sm定量表征，即计算如下:Zn=1 (Xn)i-X?m25.58 X 10Sm = =0.001mv =1 叩m-14-1L对于K型热电偶相当于0.02 C,即Sm=1 pvvuc=16.7 pv 故符合标准

14、稳定性要求。共11页 第10页九、测量标准不确定度的验证选用稳定性较好的K型热电偶，编号为27,用本标准装置检定后，又送356区域计量站进行检定，二者进行比较，两个标准装置检定结果列表如下：检定点C356区域计量站检定结果ya（修正值）本装置检定结果yb（修正值）比对差值300+0.5+1.3-0.6500-0.6-0.3-0.3700-2.42.2-0.2900-5.4-5.50.11480-0.03-0.030两个标准装置检定结果，比对最大差值-0.6 °C。即|ya-yb|=0.6 C<2 uc =0.8 C，故本装置的标准不确定验证完毕, 即本标准装置给出的uc或U是合理的。共11页 第11页十、结论本标准装置的各项