配热电偶温度仪表技术报告20101028

计量标准技术报告

计 量 标 准 名 称 配热电偶温度仪表检定装置 建立计量标准单位 仪征市计量管理所 计 量 标 准 负 责 人 盛昌祥 筹 建 起 止 日 期 1990年12月1日

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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。

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目 录

一、建立计量标准的目的……………………………………………（ 4） 二、计量标准的工作原理及其组成…………………………………（ 4） 三、计量标准器及主要配套设备……………………………………（ 5） 四、计量标准的主要技术指标………………………………………（ 6） 五、环境条件…………………………………………………………（ 6） 六、计量标准的量值溯源和传递框图………………………………（ 7） 七、计量标准的重复性试验…………………………………………（ 8） 八、计量标准的稳定性考核…………………………………………（ 9） 九、检定结果的测量不确定度评定…………………………………（ 10） 十、检定结果的验证…………………………………………………（ 12） 十一、结论……………………………………………………………（ 13） 十二、附加说明………………………………………………………（ 13）

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一、建立计量标准的目的 根据我市经济发展需要，为适应企事业单位量值传递及检定工作要求，加强计量器具管理，拟建立该项计量标准。 二、计量标准的工作原理及其组成 该装置采用比较法检定二次温度仪表。其检定原理为：过程校验仪提供所需电 量信号，仪表指示相对应电量值的温度，两者进行比较确定示值误差。 本标准主要由UJ59直流电位计组成。 UJ59直流电位差计 被检仪表

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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 或最大允误差 0.05级 制造厂及 出厂编号 上海电工92061209 检定 证书号 扬州计量所201003263 直流电位差计 UJ33a (0~211) mV 计 量 标 准 器 扬州计量所电子秒表 SJ9-1 0.01s 上海手表五厂 20515 南京长江无线电厂1136 201000538 扬州计量所 201002231 扬州计量所耐压试验仪 CJ2670 0~5000V 5级 绝缘电阻表 主 要 配 数字温度表 套 设 备 ZC25-3 (0～500 ) MΩ 10级 上海第六电表厂 1-4411 泰仕电子90500296 201000543 仪征计量所098717 TES-1310 0.5级 第 5 页 共 13 页

四、计量标准的主要技术指标 幅度范围：(0～211)mV 准确度等级: 0.05% 五、环境条件 项 目 要 求 实际情况 结 论 温 度 (20±5)℃ 21℃ 合 格 湿 度 (45% ~ 75% ) RH 70 RH 合 格 无外磁场影响 无 电 源 220±1％V 50±1％Hz 220V 50Hz 第 6 页 共 13 页

六、计量标准的量值溯源和传递框图 配热电偶用温度仪表检定装置量传图 扬州市计量所 直流电位差计标准装置 0.1μV~2.00000V 0.01级 上 级 计 量 标 准 比较法 本 所 计 量 标 准 配热电偶用温度仪表检定装置 (0～211)mV 0.05级 工 作 计 量 器 具 动圈式温度仪表 数字式温度仪表 自动平衡式记录仪表 (0～1600)℃ 比较法 (0.5~1.0)级以下 第 7 页 共 13 页

七、计量标准的重复性试验 选一台稳定的配热电偶数显仪表，在500℃点，重复条件下，连续测量10次，所得结果见下表： n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x xi （mV） 0.07 0.22 0.07 0.07 0.15 0.15 0.22 0.07 0.15 0.15 0.132 0.060uV s 1n 注: 1. xxi ni11n2. s(xix)2 n1i1 转换成温度则：s =0.060uV/42.5uV/℃=0.0014℃ 结论： 经考核，重复性s 小于不确定度评定中重复性测量时的s 本标准测量重复性符合要求。 第 8 页 共 13 页

八、计量标准的稳定性考核 1.选一稳定的被测对象，每隔一个月以上，用该计量标准进行一组n次的测量，取其算术平均值作为该组的测量结果，共观测m组（m≥4）。 2.取m值测量结果的最大值和最小值之差，作为新建标准在该时间内的稳定性。 3.计量标准的稳定性应小于计量标准的扩展不确定度（k=2）或最大允许误差的绝对值。 使用仪器：UJ33直流电位差计，精度为0.05级 被测对象：数字温度调节仪,精度1.0级 测试点：800℃（实验室环境温度25℃） 日期 误差(℃) 次数 2009.3.12 0.17 0.17 0.09 0.12 0.15 0.16 0.145 4.15 0.21 0.14 0.17 0.16 0.20 0.16 0.170 5.18 0.22 0.15 0.18 0.11 0.19 0.16 0.163 6.20 0.16 0.08 0.07 0.17 0.23 0.16 0.145 1 2 3 4 5 6 平均值 平均值的最大值一平均值的最小值0.170-0.145=0.025＜扩展不确定度 第 9 页 共 13 页

九、检定结果的测量不确定度评定 1检测方法 按规程JJG617一1996《数字温度指示调节仪检定规程》要求，检定二次温度仪表采用UJ33直流电位差计作标准器，提供所需电量值信号，用“输入基准法”进行测量。 2数学模型 根据JJG617一1996，被检仪表的示值误差的计算公式为： Δt = td – ts －( e/Ki ) （1） 式中：Δt—仪表的示值误差 ℃； td —仪表的显示值 ℃； ts —标准器电阻示值对应的温度值 ℃； e —补偿导线修正值； Ki一 热电偶特性曲线各温度测量点的斜率，可视为常数。 3方差和灵敏系数 3．1灵敏系数 对（2）式各分量求偏导，则： C1 ＝ 1 C2 ＝ －1 C3 ＝ －1/Ki 3．2方差 设由td 、ts、e各分量引人的标准不确定度分别为u1、u2、u3以上各量彼此，则示值误差的合成方差可表示为： uc2 = u12 + u22 ＋u32 （2） 4输入量的标准不确定度评定 4.1输入量td的标准不确定度u1 输入量td的不确定度主要来源于测量重复性, 可以用“示值基准法”在同一个转换点上通过连续测量得到的测量列，采用A类方法进行评定 。 在100℃点上进行连续10次测量，得到测量列 (100．02， 100．02， 100．03， 100．03，100．03，100．05，100．04，100．05，100．03，100．04) ℃，则: u1 = s单1n(xix)2 ＝ 0.011 ℃ n1i1 自由度： 1n一1＝9 4.2输入量ts的标准不确定度u2 输入量ts的不确定度主要来自标准器的示值误差。温、湿度影响可以忽略不计。 用UJ59直流电位差计作为标准器时，标准不确定度u2可以采用B类方法进行评定。其误差按均匀分布考虑Δ=0.12℃ ，检定结果的可靠性为95% 则: u2 = 0.12℃/3 =0.07℃ 自由度： 2 (取100) 第 10 页 共 13 页

九、检定结果的测量不确定度评定 4.3输入量e的标准不确定度u3 输入量te不确定度的主要来源为补偿导线修正值和冰瓶导致的不确定度。 补偿导线的标准不确定度u(e1)和冰瓶的标准不确定度u(e2)均可以采用B类方法进 行评定。 4.3.1补偿导线导致的标准不确定度u(e1) 补偿导线修正值e(20℃时)经校准的扩展不确定度为 U95 = 3.28uV， 包含因子k95 = 2.01， 自由度γ＝50 则： u(e1) = 3.28uV/2.01 = 1.63uV 4.3.2冰瓶导致的标准不确定度u(e2) 冰瓶的最大允许误差为＋0.08℃，相当于±3.16uV。按均匀分布考虑k=3，可靠性80％。因此，u(e2) = 3.16/3 =1.82uV。，自由度γ＝12 。 4.3.3输入量e的标准不确定度u(e)的计算 由于e1和e2彼此相互，因此， u(3)u2(e1)u2(e2) = 2.43 uV =2.43uV/41.5uV/℃ = 0.06 ℃ 5合成标准不确定度 以上各分量相互，相关系数为0故： 2(C3u3)2 uc =u12u2= 0.1℃ 6有效自由度 自由度按韦尔奇一萨特思韦特公式计算： γeff = 152 ( 取整为100 ) 7扩展不确定度及报告 查t分布表，t95(100) = 2.01可得仪表示值误差的扩展不确定度为： U95 ＝0.2 ℃ γeff = 100 第 11 页 共 13 页

十、检定结果的验证 采用两台套比较法进行验证 用UJ59和UJ33直流电位差计对数字温控仪在100℃进行测量，结果见下表： 单位：（mV） 数字温控仪 100℃ 1＃ 6.372 y1y2 = 0.004mV/0.04mV/ ℃= 0.1 ℃ 2＃ 6.376 U95 = 0.2 ℃ y1y2 < U95 结论：经验证，本标准不确定度评定准确，测量结果可靠。 第 12 页 共 13 页

十一、结 论 通过分析和验证，表明本标准符合：JJG617—1996《数字温度指示调节仪》检定 规程、JJG74—2005《自动平衡显示仪表》检定规程、JJG186～1997《动圈式温度指示位式调节仪表》检定规程要求，可开展对配电阻型数字温度指示调节仪、自动平衡显示仪表、动圈式温度指示位式调节仪表等二次仪表的检定。 十二、附加说明 根据JJF1033-2008《计量标准考核规范》重新编制。 第 13 页 共 13 页