热敏电阻测温仪校准规范

1热敏电阻测温仪校准规范1范围本规范适用于测量范围为(-50～+200)℃,传感器为热敏电阻的测温仪(以下简称测温仪)的校准。测温仪由热敏电阻传感器和显示仪表组成。其工作原理是利用热敏电阻的阻值随温度变化而变化的特性进行温度测量的。其特点是响应速度快，感温元件小，在窄温区内测量准确度高。3计量特性3.1绝缘电阻在环境温度为15℃~35℃、相对湿度为45%～75%的条件下，测温仪显示仪表各端子之间、传感器引线与其外壳之间的绝缘电阻应不小于表1的要求。测试点电源端子……地或机壳2343.2示值误差测温仪示值误差有以下两种表示形式。3.2.1直接以被测量值表示见公式(1):K-—允许的示值误差限，℃。3.2.2以与被测量值有关的量程和量化单位表示见公式(2):2a——测温仪准确度等级；b——在数字化过程中产生的量化误差，一般为1;d—-输出信息末位1个字所表示的值，℃。稳定性应符合对被校准测温仪的要求。4.1环境条件环境温度15℃~35℃;相对湿度<85%。周围除地磁场外，应无影响其正常工作的外磁场。4.2标准器及其他配套设备4.2.1标准器根据被校测温仪允许误差的大小，分别选用标准水银温度计和标准铂电阻温度计作4.2.2配套设备标准铂电阻温度计配套设备：测温电桥，引用修正值后相对误差绝对值不大于1×10-5、四点转换开关(热电势≤0.4μV)、恒温槽、水三相点瓶及保温装置。恒温槽技术指标见表2。设备名称测温范围备注(—60～室温)℃最大温差：0.02℃根据需要选择其一(室温～95)℃最大温差：0.01℃也可根据客户要求和被校测温仪允许误差选用其他技术指标不低于上述要求的计量标准器及配套设备。3校准、检查项目见表3。十¥*2对于采用电池供电的测温仪，其绝缘电阻不进行检5.2.1绝缘电阻的检查断开测温仪电源，用绝缘电阻表按表1规定的部位进行测量，测量时应稳定5s后5.2.2示值误差的校准5.2.2.1校准点的选择校准点的选择：按量程均匀划分设定，不少于5个校准点，包括上限值、下限值和0℃点(如有0℃点)。也可根据用户要求选择校准点。5.2.2.2示值误差校准方法测温仪校准时，通常以0℃为界，高于0℃的量限向上限依次进行校准，小于0℃的量限向下限依次进行校准。将标准温度计和被校测温仪的传感器按规定浸没深度插入恒温槽中，被校传感器插人深度不小于7.5cm,并使被校传感器尽可能靠近标准温度计，恒温槽恒定温度偏离校准点不超过0.2℃,以标准温度计为准。待恒温槽温度稳定后，读数4次，其顺序为标准→被校1→被校2…被校n,然后再按相反顺序回到标准，取4次读数平均值计算测温仪的示值误差。使用标准铂电阻温度计作标准器时，整个校准过程完成后应测量Rp。5.2.2.3示值误差计算当标准器为标准水银温度计时，示值误差计算见公式(3):t---测温仪读数平均值，℃;A——标准水银温度计读数平均值，℃;当标准器为标准铂电阻温度计时，示值误差计算见公式(4)和公式(5)4t——测温仪读数平均值，℃;t₁——标准铂电阻温度计测得的实际温度，℃。式中：t₂——名义温度，℃;W₁——温度t₁时标准铂电阻温度计的电阻比R₁/R。;R₁——温度t₁时标准铂电阻温度计的电阻值；R₁p——标准铂电阻温度计水三相点的电阻值；W₂——温度t₂时标准铂电阻温度计的电阻比；dW/dt-—温度tz时标准铂电阻温度计电阻比的变化率，℃-1。5.2.3稳定性的检查稳定性检查仅在用户提出需要时进行。检查方法参见附录C。6校准结果表达经校准的测温仪出具校准证书。校准证书应给出：绝缘电阻、示值误差及测量结果不确定度。7复校时间间隔建议测温仪的复校时间间隔1年。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等诸因素所决定的，因此送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。5热敏电阻测温仪校准记录格式型号/规格型号/规格型号/规格制造厂制造厂制造厂证书编号证书编号证书编号校准地点测温范围测温范围名义温度℃读数1234实际温度/℃示值误差At₁/℃测量不确定度/℃注：校准过程中出现的异常情况及偏离情况说明：校准核验校准日期6二、试验后校准记录型号/规格型号/规格型号/规格制造厂制造厂制造厂证书编号证书编号证书编号校准地点测温范围测温范围名义温度℃读数234实际温度/℃示值误差△t₂/℃稳定性t,=|△t₁—△t₂|/℃7B.1示值误差校准温度/℃示值误差/℃测量结果不确定度/℃B.2绝缘电阻B.3温度稳定性8附录C热敏电阻测温仪稳定性检查方法C.1稳定性检查温度点的选择稳定性检查一般选择上限温度点，也可根据用户要求选择温度点。C.2稳定性试验时间稳定性试验时间由用户根据需要确定。C.3检查用试验设备试验设备：恒温槽或恒温箱。技术指标：温度均匀度：2℃;温度波动度：2.0℃/30min。C.4稳定性检查方法C.4.1稳定性试验前示值误差校准将恒温槽温度控制在测温仪上限温度点或用户选定的温度点，按5.2.2.2示值误差校准方法对测温仪进行校准。计算出测温仪示值误差，记为△t₁。C.4.2稳定性检查试验将温场温度控制在测温仪上限温度点或用户选定的温度点，将测温仪传感器插入温场，温场最大变化不超过2℃,时间由用户选定，试验结束后将测温仪温度恢复到室温。再按C.4.1的校准方法对测温仪进行校准，计算出测温仪示值误差，记为△t₂。C.4.3稳定性计算测温仪稳定性计算见公式(C.1):t₅=|△t₁~△t₂!t₅—-测温仪稳定性，℃;△t₂——测温仪稳定性检查试验后示值误差值，℃。9附录D热敏电阻测温仪示值误差测量结果不确定度评定示例一D.1被测对象精密数显热敏电阻温度计。测量范围：(15～35)℃;分辨力：0.001℃。D.2测量标准器二等标准铂电阻温度计D.3测量模型式中：W₁——温度t₁时二管标准铂电阻温度计的电阻比是/RpR₁——温度t₁时二筹标准的电阻温度计的电阻值；D.4输入量的标准不确定度D.4.1输入量t引入的标准不确定度u(t)其来源有被校测温仪测量重复性、显示仪表读数分辨力两部分。在重复性条件下，测温仪在25℃进行10次测量，示值误差的测量数据如下：+0.001℃,0.000℃,+0.001℃,+0.0+0.001℃,+0.001℃,+0.001℃,+0.001℃,+0.001b)显示仪表读数分辨力引入的不确定度u(tp)精密数显热敏电阻温度计最小分辨力0.001℃,按均匀分布，则u(t₀)=0.0005℃/√3=0.0003℃=0.3不可靠性为20%,(t)=12。输入量t的标准不确定度：u(t)=√u²(t₄)+u²(t)=√0.2²+0.3²mK=0.4D.4.2输入量t₁引入的标准不确定度u(t₁)输入量tr的标准不确定度u(t₁),其来源有二等标准铂电阻温度计的传播不确定度、稳定性、自热效应、内插公式、测温电桥、恒温槽温场不均匀等。a)二等标准铂电阻温度计的不确定度u(tia)使用的二等标准铂电阻温度计的不确定度为0.003℃,k=2,则不可靠性为10%,(t₁)=50。b)二等标准铂电阻温度计的稳定性带来的不确定度u(t)u(tn)按二等标准铂电阻温度计检定规程规定的本周期检定结果与上周期数据的允许变化量W(Ga)换算为温度值不超过8.0mK,则不可靠性为10%,(t)=50。c)二等标准铂电阻温度计自热效应带来的不确定度u(tie)本实验用二等标准铂电阻温度计自热效应换算成温度值不超过2.0mK,按均匀分不可靠性为10%,(t₁e)=50。d)二等标准铂电阻温度计内插公式计算误差带来的不确定度u(ti)铂电阻温度计的非一致性研究结果不大于1mK,按均匀分布，则不可靠性为10%,(tia)=50。e)测温电桥带来的不确定度u(tie)测温电桥引入的不确定度：不可靠性为10%,(t₁)=50。f)恒温槽温场不均匀带来的不确定度u(tμ)恒温水槽最大温差为0.01℃,按均匀分布，则u(t)=0.01℃/√3=0.0058不可靠性为10%,(tu)=50。u(t₁)=√u²(tia)+u²(tin)+u(tie)+u²n²=[cu(Y=[st)]²c₁=a△/at1标准不系数不确定度来源标准不确定度自由度9显示仪表读数分辨力二等标准铂电阻温度计自热效应2D.6扩展不确定度U取p=95%,按vm=86查t分布表得包含因子k=t(vt)=2,则热敏电阻测温仪在Ugs=k×ue=2×6.7mK=13.4附录E热敏电阻测温仪示值误差测量结果不确定度评定示例二E.1被测对象便携式数字温度计。测量范围：(-50～199.9)℃;分辨力：0.1℃。E.2测量标准器标准水银温度计。E.3测量模型△t=t-(A+X)△t——测温仪示值误差，℃;t——测温仪读数平均值，℃;A-—标准水银温度计读数平均值，℃;X——标准水银温度计修正值，℃。E.4输入量的标准不确定度E.4.1被校测温仪引入的不确定度u(t)输入量t的标准不确定度u(t),其来源有被校测温仪的测量重复性、显示仪表读数分a)被校测温仪测量示值重复性引入的不确定度u(t₁)在重复性条件下，进行10次测量，示值误差的测量数据如下：+0.4℃,+0.4℃,+0.5℃,+b)显示仪表读数分辨力带来的不确定度u(t₂)便携式数字温度计最小分辨力0.1℃,按均匀分布，则输入量t的标准不确定度：u(t)=√u²(t₁)+u²(t₂)=√21.0²+28.9²mK=35.7mKE.4.2标准水银温度计及配套设备引入的不确定度u(A)输入量A的标准不确定度u(A),其来源有标准水银温度计的估读误差、读数时视线与温度计不垂直、恒温槽温场不均匀。a)标准水银温度计的估读误差引入的不确定度u(A₁)标准水银温度计的分度值为0.1℃,估读至分度值的1/10,按均匀分布，则b)读数时视线与温度计不垂直引入的不确定度u(A₂)经试验，不垂直视差不确定度0.01℃,按反正弦分布，则c)恒温槽温场不均匀引入的不确定度u(A₃)恒温油槽最大温差为0.02℃,按均匀分布，则输人量A的标准不确定度：u(A)=√u²(A₁)+u²(A₂)+u²(A₃)=√5.8²+7.1²-11.5²mK=14.7E.4.3标准水银温度计修正值引入的不确定度u(X)输入量X的标准不确定度u(X),其来源有标准水银温度计传递不确定度、长期稳a)标准水银温度计传递不确定度引入的不确定度u(X₁)在200℃,标准水银温度计的扩展不确定度为0.05℃,服从正态分布，p=95%,则b)标准水银温度计的长期稳定性引入的不确定度u(X₂)标准水银温度计的长期稳定性为0.10℃,则输入量X的标准不确定度：E.5合