300℃以下Ⅱ级工业用廉金属热电偶示值误差测量结果的不确定度评定

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Ⅱ级廉金属热电偶(K型)热电动势测量不确定度评定

Ⅱ级廉金属热电偶（K型）热电动势测量不确定度评定Evaluation of uncertainty in measurement of thermoelectric EMF of class II low metal thermocouple（type K）张斌（福建省农业机械化研究所，福建福州350005）摘要：本文主要针对Ⅱ级K型廉金属热电偶测量结果误差进行不确定度评定，分析探讨不确定度的来源以及对测量结果误差的影响。

关键词：热电偶；测量结果误差；不确定度；评定中图分类号：TB971文献标识码：A文章编号：1005-1937（2020）02-033-04Abstract：In this paper，the uncertainty of measurement results of class II K low-cost metal thermocouple is evaluated，and the sources of uncertainty and its influence on measurement results are analyzed.Key words：thermocouple；measurement result error；uncertainty；evaluation在工业生产温度测量过程中，热电偶的应用极为广泛，是测量仪表中常用的测温元件，它把温度信号转换成热电动势，并通过二次仪表显示被测温度。

热电偶热电动势测量结果不确定度是衡量测量能力的主要因素。

本文依据国家计量技术规范JJF1637-2017《廉金属热电偶校准规范》、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》等，以允差等级为Ⅱ级，分度号为K的廉金属热电偶为例，对其在某一温度测量结果误差进行不确定度评定，分析探讨不确定度的来源以及对测量结果误差的影响。

1概述1.1测量依据JJF1637-2017《廉金属热电偶校准规范》JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》1.2测量环境条件温度20±3℃，湿度（40~70）%RH1.3测量标准及其主要技术要求a.一等标准铂铑10-铂热电偶，扩展不确定度U 为（0.4~0.6）℃，置信概率：0.99；b.数字多用表KEITHLEY2010，其中DC-V的不确定度是20Í10-6。

工作用廉金属热电偶测量不确定度的评估

工业用廉金属热电偶测量不确定度的评估1 概述1.1 测量依据:JJG351-1996《工业用廉金属热电偶检定规程》1.2计量标准:主要计量标准设备为二等标准水银温度计一套7支, 测量范围(-30~300)℃.表1 实验室的计量标准器和配套设备1.3 被测对象: 热电偶 K.N.E.J1.4 测量方法:使用(-30~300)℃二等标准水银温度计校准,将二等标准水银温度计和被检热电偶同时以全浸方式放入恒定的恒温槽中,待示值稳定后,分别读取标准温度计和被检热电偶的示值,计算被检热电偶的修正值.读数应迅速准确,时间间隔应相近,测量读数不应少于4次. 2数学模型分检被被e t S e e t -∆•+=∆式中: 被e --被检热电偶在检定点附近温度下,测得的热电动势算术平均值.被S --被检热电偶在某检定点温度的微分热电动势.分e --被检热电偶分度表上查得的某检定点温度的热电动势值. 实检检t t t -=∆检t--检定点温度--实t 实际温度(实际温度=读数平均值+修正值) 检t ∆--检定点温度与实际温度的差值.3 不确定度传播率)()()()()(22212222212y u y u t u c t u c y u s s c +=∆+=式中,灵敏系数1/,1/21=∆∂∂==∂∂=s x s x t c t c 4 标准不确定度评定4．1二等标准水银温度计读数分辨力（估读）引入的标准不确定度)(1s t u ，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，即可0.01℃,则不确定度区间半宽为0.01℃,按均匀分布计算，006.03/01.0)(1≈=s t u ℃4．2 由恒温槽温场不均匀引入的标准不确定度)(2s t u ，用B 类标准不确定度评定。

恒温槽温场最大温差为0.010℃,则不确定度区间半宽为,=0.005℃，按均匀分布处理。

)(2s t u =003.03/005.0≈℃4.3恒温槽温度波动引入的标准不确定度)(3s t u ，用B 类标准不确定度表示. 恒温槽温场稳定性为±0.006℃/15min ，则不确定度区间半宽为0.006℃按均匀分布计算, 004.03/006.0)(3≈=s t u ℃4．4由标准水银温度计检定结果的修正值引入的标准不确定度)(s t u ∆，用B 类标准不确定度评定，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06.0=u ℃，包含因子2=k ，所以)(s t u ∆=0.06/2=0.03℃4.5 被校热电偶示值重复性引入的标准不确定度)(1t u 。

工作用廉金属热电偶测量结果的不确定度评定

工作用廉金属热电偶测量结果的不确定度评定1 概述1.1 测量依据:JJG351—1996《工作用廉金属热电偶检定规程》。

1.2 测量环境条件：温度21.5℃；湿度46%RH 。

1.3 测量标准及其主要技术要求二等标准铂铑10—铂热电偶的扩展不确定度U 为1.1℃，置信概率0.99； 1.4 被测对象及其主要性能Ⅱ级工作用镍铬—镍硅热电偶，在300～1100℃范围内误差不超过±0.75%t 或±2.5℃。

1.5 测量参数与简单测量方法Ⅱ级工作用镍铬—镍硅热电偶，在300～1100℃间的热电势是由其测量端在所需测量温度点，参考端为0℃时的热电势（以下简称为热电偶在各测点的热电势）与二等标准铂铑10—铂热电偶在相同温度点的热电动势以及标准偶、被测偶的微分热电动势计算得到的。

用数字采集单元可分别测量被测和标准热电偶在各测点附近温度点(t ′)的热电动势e 被(t ′)和e标(t ′),由e 标(t ′)与已知的标准热电偶在各测点(t)的分度值E 标(t)以及微分热电动势s 被(t)可计算出测量时实际温度与所需测量温度点的热电动势差值△e 。

2 数学模型分被标标标标标标标标被被被被被被－e S S t e t e t e t e t e t b t E t e t e t e t e t e t e e ⨯++++-+++++++=∆)]'''')'([))([(''''')(432154321' 式中： e ∆—被检热电偶在被测量温度点t 的热电动势误差；)'(t e 被—被检热电偶在检定点附近温度t ′的热电动势算术平均值； )(t E 标—标准热电偶在证书上检定点温度t 的热电动势值；)'(te标—标准热电偶在检定点附近温度t′热电动势算术平均值；)(t S标、)(tS被—标准、被检偶在检定点温度t的微分热电动势。

热电偶测量结果不确定度评定

热电偶测量结果不确定度评定摘要：为了检验热电偶校准数据的准确性，对热电偶校准过程中的影响因素进行分析，评定各影响因素分量的标准不确定度，得出校准结果的扩展不确定度。

关键词：热电偶测量不确定度1.校准方法采用比较法中的双极法，在管式炉中放置金属均温块，将一等标准铂铑10-铂热电偶（以下简称标准偶）套上陶瓷保护管与铠装偶，分别插入金属均温块中进行比较，测量标准热电偶和被校铠装偶的热电动势值。

2.数学模型因被校铠装热电偶自带引出线和连接电测设备铜线一起放入零度恒温器进行校准，未使用补偿导线所以补偿导线引起的误差和不确定度分量不予考虑。

分度时，被校铠装偶在某点上的热电动势采用下式计算：e补―补偿导线修正值，mV。

3.合成方差和灵敏系数平均值的标准不确定度：每一组独立测量时，400℃时由标准热电偶测得温场实际变化最大不超过0.5μV，以微分热电势9.57μV/℃计算（相当于0.052℃），再以微分电势42.24μV/℃计算其带来的最大误差为2.20μV，取半宽为1.10μV；600℃时由标准热电偶测得温场实际变化最大不超过1.0μV，以微分热电势10.21μV/℃计算（相当于0.098℃），再以微分电势42.51μV/℃计算其带来的最大误差为4.16μV，取半宽为2.08μV；按均匀分布考虑，标准热电偶在400℃和600℃分别进行6组独立重复测量，测量值是每一组校准记录4次数据的平均值。

测量结果见表6-1，按A类方法评定，服从正太分布。

平均值的标准不确定度：8 合成标准不确定度10 结语通过上述分析可知对测量结果不确定度，利用不确定度对示值误差进行符合性评定，对现场测量结果具有指导意义。

参考文献：1. JJF1059.1-2012 测量不确定度评定与表示 2．JJF1262-2010 铠装热电偶校准规范3．JJF1637-2017 廉金属热电偶校准规范。

Ⅱ工作用热电偶热电动势测量结果不确定评定

工作用热电偶热电动势测量结果不确定度评定1. 概述1.1 目的评定工作用热电偶热电动势测量结果e u(t)的不确定度。

1.2 测量依据检定规程《JJG351-1996 工作用廉金属热电偶检定规程》。

1.3 校准的环境条件(23±5)℃（数字电压表所要求的环境温度）；相对湿度45％~ 75％RH。

1.4 被测物品及其主要技术指标K、N、E、J型工作用廉金属热电偶（如二级镍铬-镍硅热电偶、二级镍铬-铜镍热电偶或二级铁-铜镍热电偶）(以下简称工作用热电偶)。

在300℃～1100℃范围内，其允许示值误差为±2.5℃或±0.75%，相当于±XXμV。

1.5 测量标准与主要配套仪器设备及其相关技术指标采用的下述标准偶和配套仪器设备均经检定/校准合格。

1.5.1 二等标准铂铑10-铂热电偶，编号89-2-007，用于测温点和参考端温度（0℃）的热电动势的测量。

由《JJG2003-1987铂铑10-铂热电偶计量器具检定系统框图(1)》，二等标准铂铑10-铂热电偶总不确定度为δ＝1℃(k s=3)。

校准证书号：XXXXXXXXXX。

1.5.2 621位数字电压表型号：HP34401A，编号：36063151，用于测量热电动势。

每年检定一次，检定后1年内的最大示值误差为±（0.002⨯示值+0.0005%⨯量程）mVμV(?)。

检定/校准证书号：XXXXXXXXX。

1.5.3 检定炉型号：JL-I-A，编号：0013，用于设置热电偶所需的测量端测温点的温度。

其温度场分布不均匀不大于1℃。

1.5.4 冰点恒温器型号：（无），编号：B01，用于设置热电偶参考端温度（0℃）。

其温度场分布不均匀最大误差：±0.2℃。

1.5.5 扫描开关与测量系统配套的扫描开关，接触热电势小于1μV。

1.6 评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可以直接使用本不确定度评定结果。

工作用廉金属热电偶校准结果不确定度评定

工作用廉金属热电偶校准结果不确定度评定1 概述1.1 测量依据JJG351-1996《工作用廉金属热电偶检定规程》。

1.2 被测对象Ⅱ级K型廉金属热电偶，温度范围：（300～1100）℃1.3 测量方法将二等标准铂铑10-铂热电偶与被校工作用廉金属热电偶捆扎成一束后一起置于检定炉中，用双极比较法进行校准。

表1 实验室的计量标准器和配套设备≤1≤±0.25(0.0018%×显示值+0.0002%×量程)2 测量模型及不确定度来源分析2.1 测量模型е被（t）= +式中：е被（t）——被测热电偶在校准温度点t时的热电动势；——被测热电偶在校准点t时的热电动势算术平均值；——标准热电偶证书上在校准点t时的热电动势值；——标准热电偶在校准点t时的热电势算术平均值；、——标准、被测热电偶在校准点温度t的微分热电动势。

2.2 不确定度传播率式中灵敏度系数分别为：当t= 800℃时，c1 =1；c2=3.77；c3=3.772.3 不确定度来源热电偶校准的不确定度评估包括四个方面：2.3.1标准热电偶自身引入的不确定度：1）标准热电偶校准证书引入的不确定度；2）标准热电偶年漂移量引入的不确定度；2.3.2测量标准热电偶引入的不确定度：1）标准热电偶热电动势测量值引入的不确定度；2）数字多用表分辨力引入的不确定度；3）扫描开关寄生电势引入的不确定度；4）标准热电偶参考端温度变化引入的不确定度；5）标准热电偶测量重复性引入的不确定度；2.3.3被测热电偶引入的不确定度：1）被测热电偶热电动势测量值引入的不确定度；2）数字多用表分辨力引入的不确定度；3）扫描开关寄生电势引入的不确定度；4）被测热电偶参考端温度变化引入的不确定度；5）被测热电偶测量重复性引入的不确定度；6）检定炉温度变化引入的不确定度；7）检定炉温场不均匀引入的不确定度；2.3.4其他一些要考虑的因素：1）被测热电偶补偿导线引入的不确定度；2）被测热电偶不均匀引入的不确定度。

工作用廉金属热电偶校准结果不确定度分析

工作用廉金属热电偶校准结果不确定度分析摘要：热电偶是工业上用于温度测量的重要传感器，作为现代测量技术与仪器行业中重要的测量工具，它的准确与否直接关系着用它来测量的产品的质量好坏。

为了确保热电偶测温准确性，本文通过对N型廉金属热电偶测量方法建立数学模型，介绍了用双极法对校准结果的不确定度分析和评定的方法，描述了在整百度点上的不确定度评定过程，评价了计量标准的测量能力。

关键词：廉金属热电偶，不确定度评定，校准1 概述1.1 测量依据：JJG351-1996《工作用廉金属热电偶》1.2计量标准：序号设备名称技术指标1 一等标准铂铑10-铂热电偶一等2 数字多用表（0～100）mV：MPE：±（0.0037％读数+0.0009％量程）mV1.3测量对象：N型廉金属热电偶：（300～1100）℃1.4测量方法：将一等标准铂铑10-铂热电偶（以下简称标准热电偶）和被校N型热电偶（以下简称被检热电偶）捆扎后放入管式热电偶检定炉，用双极比较法进行校准。

2 测量模型—被校热电偶在各检定点上的热电动势(mV )。

—被校热电偶测得的热电动势算术平均值(mV )。

—标准热电偶在校准点的热电动势值(mV)。

—标准热电偶在校准点的电动势算术平均值(mV )。

、——标准、被校热电偶校准点的微分热电势(mV )。

3 不确定度传播率灵敏系数：当t=1000℃时，4 各输入量的标准不确定度评定4.1标准热电偶自身引入的不确定度分量4.1.1标准热电偶准确度引入的不确定度一等标准热电偶在1000℃时，其扩展不确定度为5μV，k=2.85，其对于标准不确定度为：4.2标准热电偶年稳定性引入的不确定度根据规程，一等标准热电偶年稳定性为5μV，半宽2.5μV，均匀分布，k=4.2 测量标准热电偶时数字多用表测量误差引入的标准不确定度4.2.1 数字多用表测量标准热电偶引入的不确定度测量仪器为七位半数字多用表，其年允许基本误差计算公式为±（0.0037％读数+0.0009％量程），按均匀分布处理，k=，工作用贵金属热电偶在1000℃的热电势为：9.587 mV，得：4.2.2数字多用表分辨力引入的不确定度分辨力为0.1μV，均匀分布，k=，得：4.2.3扫描开关寄生电势引入的标准不确定度转换开关最大寄生电动势不大于0.4μV，区间半宽度为0.2μV，均匀分布，k=，得：=0.2/=0.12μV4.2.4 标准热电偶参考端温度变化引入的标准不确定度由经验和试验可知：热电偶参考端在恒温器内最大温差为（0±0.1）℃，取半宽为0.1℃，标准热电偶在冰点微分热电势为5.40μV/℃，温差换算为电势值为0.54μV，均匀分布，k=，得：=0.54/=0.31μV4.2.5 标准热电偶重复性引入的标准不确定度每组测量4次，进行10组测量，测量数据如下合成样本标准偏差：S=0.46μV实际测量以4次平均值为测量结果：4.3 测量被校热电偶引入的不确定度4.3.1 数字多用表测量被校热电偶引入的不确定度测量时，测量仪器为七位半数字多用表，其年允许基本误差计算公式为±（0.0037％读数+0.0009％量程），按均匀分布处理，k=，被校热电偶在1000℃的热电势为：36.256mV，得：4.3.2数字多用表分辨力引入的不确定度分辨力为0.1μV，半宽0.05μV，均匀分布，k=，得：4.3.3扫描开关寄生电势引入的标准不确定度转换开关最大寄生电动势不大于0.4μV，区间半宽度为0.2μV，均匀分布，k=，得：=0.2/=0.12μV4.3.4 被校热电偶参考端温度变化引入的标准不确定度由经验和试验可知：热电偶参考端在恒温器内最大温差为（0±0.1）℃，半宽为0.1℃，被校热电偶在冰点微分热电势为26.16μV/℃，温差换算为电势值为2.616μV，均匀分布，k=，得：=2.616μV /=1.5μV4.3.5 被校热电偶重复性引入的标准不确定度每组测量4次，进行10组测量，合成样本标准偏差S=1.76μV实际测量以4次平均值为测量结果：4.3.6 检定炉炉温变化引入的不确定度由于测量过程中标准和被检热电偶测量不能同时进行，根据规程要求，在各分度点的测量过程中，炉温变化不大于±0.25℃，取其半宽区间，按反正弦分布，取k = 可得：：被测热电偶在1000℃电压灵敏度，查表可得=38.614.3.7 检定炉炉温不均匀性引入的不确定度由于检定炉内温场存在不均匀性，导致标准和被检热电偶测量温度有差异，根据规程要求，在检定温度区域内，任意两点温差为1℃，取其半宽区间，按均匀分布，取k = 3 可得：5 合成标准不确定度5.1 合成标准不确定度计算根据读数分辨力引入的不确定度及重复测量引入的不确定度二者取大者的原则，为避免重复计算，在进行合成标准不确定度时，取两项中的最大影响量。

[1]工作用廉金属热电偶测量不确定度的评估

工作用廉金属热电偶测量不确定度的评估一、概述1．测量依据：JJG351-1996?工作用廉金属热电偶检定规程?。

2．计量标准：主要计量标准设备为一等标准铂铑10-铂热电偶、二等标准铂铑10-铂热电偶和二等标准铂电阻温度计。

如下表所示3．被测对象：如下表所示4．测量方法：300℃以下温度点的校准：将标准铂电阻和被检热电偶同时插入制冷恒温槽或标准油槽中，自由端放入冰点瓶中。

当到达检定点温度并稳定后，按照标准、被检1、被检2、…、被检n 、被检n 、…、被检2、被检1、标准的顺序，依次测量标准铂电阻和被检热电偶的电阻值〔热电动势值〕。

再通过计算就可以得到被检热电偶在检定点温度的测量误差。

300℃以上温度点的校准：将标准热电偶和被检热电偶的测量端对齐，捆扎后同轴放入检定炉均匀温场中心，自由端放入冰点瓶中。

当炉温升到预定的检定点温度且炉温变化不超过检定规程的要求时，按照标准、被检1、被检2、…、被检n 、被检n 、…、被检2、被检1、标准的顺序，依次测量标准偶和被检偶的热电动势，再通过计算就可以得到被检热电偶在检定点温度的测量误差。

二、数学模型1．300℃以下检定点的示值误差：21实检被分被Δt Δt )t (t S e e Δt +=-+-=式中：被e ——被检热电偶在某检定点温度附近测得的热电动势算术平均值；分e ——被检热电偶分度表上查得的某检定点温度的热电动势值；检t ——检定点温度；实t ——实际温度〔实际温度=读数平均值+修正值〕；被S ——被检热电偶在某检定点温度的微分热电动势值；灵敏系数：c 1=1，c 2=1。

2．300℃以上检定点的示值误差：21Δt Δt -=---=∆标标标被分被S e e S e e t式中：被e ——被检热电偶在某检定点温度附近测得的热电动势算术平均值；分e ——被检热电偶分度表上查得的某检定点温度的热电动势值；标e ——标准热电偶在某检定点温度附近测得的热电动势算术平均值；标e ——标准热电偶证书上给出的某检定点温度热电动势值；标S 、被S ——标准热电偶、被检热电偶在某检定点温度的微分热电动势值；灵敏系数：c 1=1，c 2=-1。

新版工作用廉金属热电偶测量结果不确定度评定

新版工作用廉金属热电偶测量结果不确定度评定1. 引言1.1 背景介绍金属热电偶是工业上常用的温度测量仪器，利用热电效应将温度转化为电压信号。

随着工业技术的不断发展，新版工作用廉金属热电偶在温度测量领域得到了广泛应用。

热电偶测量结果的准确性直接影响到工业生产的质量和效率。

对新版工作用廉金属热电偶测量结果的不确定度进行评定具有重要意义。

传统的热电偶测量方法存在一定的不确定度，根据国际标准规定，需要对测量结果的不确定度进行评定。

本文将通过介绍新版工作用廉金属热电偶的测量方法，并分析其不确定度，讨论实验结果，分析误差来源，提出改进措施建议，为提高温度测量的准确性和可靠性提供参考。

在工业生产中，准确的温度测量对于控制生产过程、提高产品质量至关重要。

对新版工作用廉金属热电偶测量结果的不确定度进行评定具有重要意义，可以为工业生产提供准确可靠的温度控制和监测手段。

【背景介绍】结束。

1.2 研究目的研究目的是对新版工作用廉金属热电偶测量结果的不确定度进行评定，目的在于提高测量结果的可靠性和准确性。

通过对不确定度的分析，可以更加全面地了解测量结果的精确度和真实性，为工作用廉金属热电偶的实际应用提供参考依据。

此研究旨在为工作用廉金属热电偶的测量和应用提供科学的支持和指导，为相关行业的生产和科研工作提供更为可靠的数据基础。

通过评定新版工作用廉金属热电偶测量结果的不确定度，可以进一步完善和优化该测量方法，提高测量结果的准确性和可靠性，为工作用廉金属热电偶的广泛应用奠定更加坚实的基础。

1.3 研究意义：研究意义是评价本文研究工作的价值之所在，明确研究对工业生产和科学研究的重要意义。

本研究的意义在于对新版工作用廉金属热电偶测量结果不确定度进行评定，有助于提高测温技术的精确度和可靠性，为工业生产过程中温度监测和控制提供更为准确的数据支持。

通过对该测量方法的不确定度进行分析，可以帮助工程师和科研人员更好地理解温度测量结果的可信度，并为日常工作中遇到的测温问题提供解决方案。

热电偶检定炉温度场测量结果不确定度评定

热电偶检定炉温度场测量结果不确定度评定热电偶检定炉热电偶检定炉是用于对热电偶进行校验和检定的设备。

其基本结构是一个外壳，内部装有热电偶和温度控制器。

通过加热器和冷却器的控制，可以在炉内模拟不同的温度场，从而对热电偶的测量准确度进行评定。

炉温度场测量热电偶检定炉中的温度场可以通过测量炉内不同位置的温度来确定其分布情况。

常用的测量方法是使用热电偶测量不同位置的温度，并计算出温度分布。

具体的测量方法和计算过程可以参考《热电偶检定规程》等标准。

测量结果不确定度测量结果不确定度是指在一定的测量条件下，由于各种误差和随机因素的影响，测量结果的范围。

在热电偶检定炉温度场测量中，测量结果不确定度对于评定热电偶的测量准确度十分重要。

计算方法测量结果不确定度的计算方法需要考虑到各种误差和随机因素的影响，包括：•系统误差，例如热电偶的线性误差、灵敏度误差等。

•随机误差，例如热电偶的漂移误差、环境温度变化引起的误差等。

•其他误差，例如读数误差、仪器分辨率误差等。

具体的计算方法可以参考《热电偶检定规程》等标准，一般是通过模拟多次测量和分析数据来确定不确定度的大小。

根据计算结果，可以对热电偶的测量准确度进行评定和校准。

影响因素测量结果不确定度的大小受到多种因素的影响，包括：•测量条件，例如温度场的均匀性、稳定性等。

•测量方法，例如热电偶的选择、放置位置等。

•仪器精度和分辨率，包括热电偶、温度计等仪器。

•操作人员技术水平，例如读数精度、数据处理能力等。

针对这些因素，需要在热电偶检定炉温度场测量中采取一系列措施降低不确定度，从而提高热电偶的测量准确度。

结论热电偶检定炉温度场测量结果的不确定度评定是对热电偶测量准确度的重要评价方法。

通过合理的测量方法、计算方法和措施，可以降低不确定度的大小，提高热电偶的测量精度和准确度。

在实际应用中，需要结合具体的温度场环境和热电偶特性进行评估和调整。

新版工作用廉金属热电偶测量结果不确定度评定

新版工作用廉金属热电偶测量结果不确定度评定作者：蔡峰杨树根张浩来源：《信息技术时代·中旬刊》2019年第01期摘要：以工作用廉金属热电偶测量结果为研究对象，论述了新校准规范中廉金属热电偶测量值的误差来源及测量结果的不确定度分析。

关键词：廉金属热电偶；金属均温块；不确定度Uncertainty Evaluation of Measurement Results of Working Base Metal Thermocouple under New Calibration SpecificationCai Feng Yang Shugen Zhang HaoAbstract： Taking the measurement results of working base metal thermocouple as the research object，this paper discusses the error sources and uncertainty of the measuring results under the new calibration specifications.Keywords： base metal thermocouple，metal temperature block，uncertainty evaluation1 概述1.1 測量依据：JJF1637—2017《廉金属热电偶校准规范》。

1.2 被测对象：Ⅱ级工作用K型热电偶1.3 测量环境条件：温度（20±1）℃；湿度（40～70）%RH。

1.4 校准方法采用比较法中的双极法，在管式炉中放置金属均温块，将一等标准铂铑10-铂热电偶（以下简称标准偶）套上陶瓷保护管，与被校准热电偶分别插入金属均温块中进行比较，测量标准热电偶和被校热电偶的热电动势。

2 数学模型分度时，被校热电偶在校准温度点上的热电动势采用下式计算：4 计算标准不确定度分量4.1被校热电偶输入量带来的不确定度输入量的标准不确定度，其来源有被校热电偶的重复性测量、电测设备测量误差、炉内金属均温块径向温场的不均匀性、炉温的波动、转换开关接触电势、参考端温度不等于0℃、补偿导线等。

热电偶测量温度的不确定度评定

MX-100热电偶法测量温度的不确定度评定一、概述采用热电偶法测量样品的温度，在GB8898、GB4943等安全标准中都有具体的规定。

热电偶法测量样品的温度的测量原理方框图如下：MX-100温度测量仪J型热电偶EUT热电偶法测量样品的温度是将热电偶粘帖在试验样品相关部位表面，通过热电偶产生一定的电动势传输到MX-100温度测量仪变换并显示出相对应的温度值。

二、不确定度来源分析1．温度测量的读数重复性误差。

2．温度数据采集系统读数分辨力引起的误差。

从MX-100温度测量仪说明书中查到其测量误差为：读数的±0.05%+0.7℃；所以=（测量温度值）×0.05%+0.7（℃）δ13．热电偶准确度的误差。

热电偶为J型精密级，产品规格书上列出温度测量范围在（0-300℃）内误差为±1.0℃；所以δ=±1.0（℃）24.温度数据采集系统误差。

从MX-100温度测量仪的2011年校准证书为±0.3%，k=2；所以δ=（测量温度值）×0.3%35.粘帖热电偶瞬干胶的误差。

用于粘帖热电偶的瞬干胶的导热性的影响，再加上瞬干胶的供应商无法提供其导热系数或不确定度。

根据实践经验现取：=±1.0℃δ4三、数学模型MX-100型温度数据采集系统是直接读数，模型为T=t四、测量不确定度分量1.读数t的不确定度分量试验样品工作温度在达到稳定状态后，用MX-100温度测量仪对电源变压器初级线圈某点的温度进行11次的重复测量；测量的结果见表1所示:表1在重复性条件下的测量值温度在重复性条件下进行测量的最佳估计是在重复测量值的平均值，见下式(1)：1 nT = T i （1）n i=1从表1中的数据代入式（1）中得T =100.1℃平均温度的实验标准差公式为：1 ns( T )= ( T- T )2 (2)n(n-1) i=1平均温度的不确定度为重复测试的实验标准差，将表1中数据代入式（2）中得：= s( T ) =0.008℃μ自由度γ= n-1=11-1=10=1灵敏系数 c不确定分量μ1的标准不确定度为：μ0（T）= c×μ=0.008℃2.MX-100温度测量仪的示值的不确定度分量由于测量的温度平均值T =100.1℃，则δ1=100.1×0.05%+0.7（℃）=0.75℃。

廉金属热电偶校准的测量不确定度评定方法

廉金属热电偶校准的测量不确定度评定方法摘要：本文介绍了廉金属热电偶及其校准方法，分析了校准过程中产生不确定度的来源，根据不确定度评定指南确定每个不确定度分量的评价方法，以实例分析K型廉金属热电偶在校准温度点为400℃、600℃和800℃时，各不确定度分量、合成标准不确定和扩展不确定度的计算和评定，对于廉金属热电偶的校准和使用具有指导意义。

关键词：廉金属热电偶；校准方法；不确定度评定方法；不确定度分量；合成标准不确定度；扩展不确定度引言测量不确定度是独立而又密切与测量结果相联系的，表明测量结果分散性的一个参数，在测量结果的的完整性表示中，应该包括测量不确定度。

通过对测量不确定度的评定，可改变某个不确定度分量的大小，来看合成标准不确定度或扩展不确定度的变化，据此可以获得在满足测量不确定度要求的情况下，如何去选择所用设备的准确度或不确定度，以及对环境条件的要求等，从而做到对计量系统和计量方法的充分了解。

1廉金属热电偶及校准方法1.1廉金属热电偶的性能和应用廉金属热电偶包括分度号为K、E、J、T的热电偶，所用材料为铜、镍、铬和铁等普通金属材料，温度上限一般在1000℃～1300℃，具有物美价廉的优点，因此广泛应用于热学科研试验领域中，但是测量结果的离散性相对贵金属热电偶而言稍差一些。

N型热电偶（镍铬硅-镍硅）具有灵敏度较高、热电动势较大、稳定性和均匀性较好、抗氧化性能强、不受短程有序化影响等一系列优点，是一种质优价廉、很有发展和应用前景的热电偶。

E型热电偶（镍铬-铜镍），热电动势大，灵敏度高，适宜制作热电堆，实现温度为微小变化的测量。

耐受高湿度腐蚀，可应用在湿度较高的环境中。

同时还具有稳定性好，抗氧化性能优于铜-康铜，铁-康铜热电偶，价格便宜等优点，能用于氧化性和惰性气氛中，广泛为用户采用。

但是E型热电偶热电势均匀性较差，也不能直接在高温硫化环境或者还原性环境中。

J型热电偶（铁-铜镍）具有线性度好，热电动势较大，灵敏度较高，稳定性和均匀性较好，价格便宜等优点，可在真空、氧化、还原和惰性环境中使用，但正极铁在高温下氧化较快，使用温度受到限制，不能直接无保护地在高温下用于硫化环境中。

Ⅱ级工作用廉金属热电偶示值误差测量结果的不确定度评定与表示

维普资讯
谈保１工用金电示误测结的确度定表Ｉ
厢
Ⅱ级工作用廉金属热电偶示值误差测量结果的不确定度评定与表示
度评定可直接用于重复性条件下或复现性条件下的
测量结果。２数学模型
区间内可认为均匀分布，覆盖因子ｋ √ ，：＝３得
Ｕｔ精一— ２：，键
＇
ｌＯｍＹＯ
—
ｘ
— —
Ｏ０５％０
．
—
＋
— — —
０Ｏ４ｍＶ０
１５测量方法与测量参数．采用双极比较法，过测量标准偶和被测偶在相通同温度点的热电动势，由标准偶与被检偶的微分热电动势求得被检偶在所需温度点的热电动势。
１６评定结果的使用．在符合上述条件下的常规测量中，测量不确定本
式中：键— — 被检热电偶的温度值（）） ℃ ；键测— — 被检热电偶的实测值（Ｃ）实）ｏ； △—— 实际温度修正值（） ℃ 。
３测量不确定度的Ａ类评定
，由检定炉温场分布不均匀引起，被采用Ｂ类方
法进行评定。由检定炉温场分布不均引起最大误差不超过 ±
１４被测对象及主要性能． Ⅱ级工作用镍铬一镍硅热电偶，（０～在３０１ｏ）Ｃ范围内误差不超过２５或 ± ．５。ｌｏｏ．℃ ０７％

Ⅱ级工作用廉金属热电偶热电动势测量结果不确定度的评定分析

测量结果的不确定度
关键词：检定系统
热电动势
不确定度文章编号：１０ — ６７（０２５ｏ３ — ５０２３０２１）０一ｏ７０
中图分类号：Ｔ９１Ｂ７
文献标识码：Ｂ
一
、
引言
证书。（参见图一所示）
我公司是一家大型石油化工综合性施工企业，温度参数是影响石油化工中间及最终产品品质形成和安全生
４
铜三凝固点温度的分度值的扩展不确定度ｕ
为０６．．～１Ｏｃ，置信概率０９。ｏ．９热电偶、热电阻测试仪，允许误差为 ±
（．０％００５ｘ示值＋．００Ｖ。００４）ｍ
０．００１７ｍＶ；
通过ＩＥ一８接口（０１ＥＥ４８或ｃＭ串行口）通信电缆传送到计算机；计算机根据 “ 热工全自动检定系统” 软件指令，通过主
机箱控制调功器的输出功率，保证被控对象按要求升温或
保温，在达到规定的温度要求后，对被检对象进行全自动数据采集、处理、检定，并可实时显示各种参数及打印检定
图一
待安装于石油化工装置中的测温元件进行检定，既创造
了良好的经济效益，又获得了强大的技术支持。
１热电偶检定．
将标准偶和被检偶按检定规程要求捆扎后放入恒温
装置，并按系统要求连接线路，接通电源，启动 “ 工作
二、检定系统工作原理简介
Ｒ．Ｄｚ卜２型智能热工仪表自动检定系统由高精度数字多
二等标准铂铑ｌ－ｎ电偶，锌、铝、Ｏ￣热

300℃以下廉金属热电偶的测量不确定度评定

Key words：base metal thermocouples；uncertainty；evaluation
0 引言
廉金属热电偶是一种重要的温度传感器，广泛应用于国防、科研、工业生产过程中。其特性的好坏和指示值的准确与否，直接关系到生产过程的控制和产品质量、安全防护和能源的损耗等情况。因此，必须按照国家校准规范对热电偶进行定期校准，根据误差大小来判断其是否满足现场工艺要求。
第 26 卷第 9 期 2019 年 9 月
仪器仪表用户 INSTRUMENTATION
Vol.26 2019 No.9
300℃以下廉金属热电偶的测量不确定度评定
陈美美
（广东省韶关市质量计量监督检测所，广东韶关 512023）
摘要：按照 JJF1059.1-2012 和 JJG1637-2017 的要求，以廉金属热电偶的校准为例，对测量结果的不确定度来源进行了分析，并对 300℃以下廉金属热电偶示值误差的测量不确定度进行详细评定，从而得出了扩展不确定度。
1 测量设备
1.1 测量用标准设备 1）标准铂电阻温度计准确度等级：二等，测量范围：（-189 ～ 420）℃。 2）数字多用表准确度等级：MPE:DCV ：±（37×10-6 读数 +9×10-6
量程）, OHM ：±（52×10-6 读数 +9×10-6 量程），测量范围：DCV ：（0.01μV ～ 10V），OHM ：（1μΩ ～ 1kΩ）。 1.2 测量环境
关键词：廉金属热电偶；不确定度；评定中图分类号：TB942 文献标志码: A
DOI:10.3969/j.issn.1671-1041.2019.09.011 文章编号：1671-1041(2019)09-0036-04

300℃以下Ⅱ级工业用廉金属热电偶示值误差测量结果的不确定度评定

300℃以下Ⅱ级工业用廉金属热电偶示值误差测量结果的不确
定度评定
杨保成;杨立;谢志辉
【期刊名称】《兵器装备工程学报》
【年(卷),期】2016(037)005
【摘要】为了评定300℃以下Ⅱ级工业用廉金属热电偶示值误差测量结果的不确定度，依据GJB3756-99《测量不确定度的表示及评定》、JJF1059．1—2012《测量不确定度评定与表示》和JJG351-96《作用廉金属热电偶检定规程》等标准和规范，设计了校准方案，分析了测量不确定度的来源，建立了测量模型；分别采用A类和B类方法对各标准不确定度分量进行评定，在确定合成标准不确定度和扩展不确定度之后，得到测量不确定度。

【总页数】5页(P168-172)
【作者】杨保成;杨立;谢志辉
【作者单位】[1]海军工程大学动力工程学院,武汉430033;[2]中国人民解放军第四八一二工厂,安徽安庆246161
【正文语种】中文
【中图分类】TK311
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金属热电偶300℃以下测量结果的不确定度评定4.廉金属热电偶示值误差的不确定度评定5.Ⅰ级工作用铜-铜镍热电偶示值误差测量结果不确定度评定
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热工仪表(工业用电偶)自动测量系统测量结果不确定度评定

工业用热电偶自动测量系统测量结果不确定度评定1．数学模型根据规程，工业用Ⅱ级被检偶在分度点的热电动势误差e ∆为：分被标标标被--e e S S e e e ∙+=∆ (1)被e －—被检偶在某检定点附近温度下测得的热电动势算术平均值,mV ；标e ——标准热电偶证书上某检定点温度的热电动势值，mV ；标e ——标准热电偶在某检定点附近温度下测得的热电动势算术平均值，mV ；分e ——被检热电偶分度表上查得的某检定点温度的热电动势值；标S 、被S ——分别表示标准、被检热电偶在某检定点温度的微分热电动势。

上式可写为被标标标被被-S S e e e E ∙+= （2）式（2）为本分析的数学模型 2. 合成方差与灵敏系数对式（2）全微分得标标被被e d de e d dE -+= 合成可得：2222标标被e e c u u u u e ++= （3）灵敏系数：1被被1=∂∂=e e c1标被标被2==∂∂=S S e e c1-标被标被2-==∂∂=S e e c被检与标准的微分电动势换算系数在分析中均已引入。

3．计算标准不确定度分量 3.1 项分量被ea)炉温为t 时被检测得热电势的不确定度来源被校偶热电势，由电测仪器测量时所带入的不确定度分量，系统采用的是KEITHLEY2010数字多用表，它的测量值误差为：±（37×10-6读数+9×10-6量程），按对应检定点，读数取（12.209mV ～41.276 mV)量程100mV ，测量误差服从均匀分布，包含因子3=k ，不确定度度为：3100109读数10376-61.1mVu ⨯⨯+⨯⨯=-为B 类分量，自由度501.1=νb)炉温波动的影响电偶检定规程规定检定时炉温变化应小于0.1℃/min 。

全部检定完毕估计每支测量值含0.2℃的炉温变化影响（为半区间）。

按各点的电势变化率计得电势值按反正弦计入,则 2℃2.02.1ix u ⨯=估计的可靠度为50%,即22.1=ν ,为B 类分量。