工作用廉金属热电偶检定规程
(整理)本期其他学习(热电阻和热电偶检定)
本期其他学习：热电阻热电偶检定（参考国家质量技术监督局发布的检定规程）1工作用廉金属热电偶检定1.1规程使用条件：适用于长度不小于750mm的新制造和使用中的分度号为K的镍铬-镍硅热电偶、分度号为N的镍铬硅-镍硅热电偶、分度号为E的镍铬、铜镍热电偶、分度号为J 的铁-铜镍热电偶（以下分别简称K、N、E、J型热电偶）在-40~1300℃范围内的检定。
此次试验检定的是使用中的E型热电偶；1.2技术要求1.2.1不同等级热电偶在规定温度范围内，其允差应符合表2规定；表21.2.2热电偶外观满足要求：新制热电偶的电极应平直、无裂痕、直径应均匀；使用中的热电偶电极不应有严重的腐蚀和明显缩径等缺陷；热电偶测量端的焊接要牢固、呈球状，表面应光滑、无气孔、无夹渣。
1.3检定条件1.3.1标准器1等、2等标准铂铑10-铂热电偶各一支；测量范围为：（-30~300）℃的2等标准水银温度计一组，也可选用2等标准铂电阻温度计；1.3.2仪器设备低电势直流电位差计一套，准确度不低于0.02级、最小步进值不大于1µV，或具有同等准确度的其他设备；多点转换开关，寄生电势不大于1µV；参考端恒温器，恒温器内温度为（0±0.1）℃；油恒温槽，在有效工作区域内温差小于0.2℃；管式炉，其长度为600mm，加热管内径约为40mm；（管式炉常用最高温度为1200℃，最高均匀温场中心与炉子几何中心沿轴线上偏离不大于10mm；在均匀温场长度不小于60mm，半径为14mm范围内，任意两点间温差不大于1℃；为保证管式炉温场符合检定要求，可在炉中心置一耐高温恒温快；均匀温场测试方法在检定规程附录中有详细说明；允许使用符合上述要求的其他检定设备）控温设备，应符合检定要求；热电偶测量端焊接设备；钢卷尺、游标卡尺；读数望远镜或3~5倍放大镜；1.3.3电测设备环境条件应符合使用要求1.4检定项目和检定方法1.4.1热电偶的几何尺寸与外观，用钢卷尺、游标卡尺和目力检查，应符合要求；1.4.2经外观检查合格的新制热电偶，在检定示值前，应在最高检定点温度下，退火2h后，随炉冷却至250℃以下，使用中的热电偶不退火；1.4.3热电偶的示值检定点温度，按热电偶丝材及电极直径粗细决定1.4.4300℃以下点的检定，在油恒温槽中，与2等标准水银温度计进行比较，检定时油槽温度变化不超过±0.1℃；1.4.5将热电偶的两电极分别套上高铝绝缘瓷珠，约500mm左右，尾部穿塑料套管，并在尾端露出20mm左右，以链接参考端引线；1.4.6热电偶参考端的引线，应使用铜材质的铜导线进行连接，接触要良好。
JJG1412000工作用贵金属热电偶检定规程
工作用贵金属热电偶检定规程JJG 141—2000目次1 概述2 技术要求3 检定条件4 检定方法5 检定结果处理和检定周期附录A 铂铑10-铂热电偶整百度和检定点的热电动势值及微分热电动势值附录B 铂铑13-铂热电偶整百度和检定点的热电动势值及微分热电动势值附录C 铂铑30-铂铑6热电偶整百度热电动势值及微分热电动势值附录D 工作用贵金属热电偶（双极法）检定记录附录E 工作用贵金属热电偶(同名极法)检定记录附录F 工作用贵金属热电偶检定结果整理表附录G 检定证书(背面)格式80工作用贵金属热电偶检定规程本规程适用于长度不小于700mm的Ⅰ、Ⅱ级工作用铂铑10-铂、铂铑13-铂及长度不小于450mn的Ⅱ、Ⅲ级工作用铂铑30-铂铑6热电偶的首次检定、后续检定和使用中的检查。
1 概述铂铑10-铂、铂铑13-铂和铂铑30-铂铑6热电偶是国际电工委员会(IEC)颁布的8种通用热电偶型号中的3种贵金属热电偶。
铂铑10-铂热电偶的正极名义成分含量为铂90％、铑10％；铂铑13-铂热电偶正极名义成分含量为铂87％、铑13％；负极均为纯铂。
它们长期使用温度上限为1300℃，短期使用温度上限为1600℃。
铂铑30-铂铑6热电偶正极名义成分含量为铂70％、铑30％；负极名义成分含量为铂94％、铑6％。
长期使用温度上限为1600℃，短期使用温度上限为1700℃。
热电偶两电极直径均为0.5－0.02mm。
2 技术要求2.1热电偶参考端为0℃时的热电动势，对分度表的示值允许误差换算成温度时，铂铑10-铂、铂铑13-铂热电偶不得超过表1规定；铂铑30-铂铑6热电偶不得超过表2规定。
表1注t为测量端温度。
表2注t为测量端温度。
2.2外观2.2.1新制的热电偶电极应平滑、光洁、线径均匀。
测量端焊接应牢固、圆滑、无气孔，直径为(1.1～1.3)mm。
2.2.2使用中的热电偶电极允许稍有弯曲，表面允许稍有暗色斑点，经清洗后若仍有发黑、腐蚀斑点和明显的粗细不均匀等缺陷时，不予检定，并作不合格处理。
JJF(闽) 1016-2005 热电偶检定炉校准规范 内容
热电偶检定炉校准规范1 范围本校准规范适用于各类热电偶检定炉、退火炉计量性能的校准。
其他类似的温度炉也可参照本规范进行校准。
2 引用文献JJG 351-1996 工作用廉金属热电偶检定规程 JJG 141-2000 工作用贵金属热电偶检定规程 JJG 75-1995 标准铂铑10-铂热电偶检定规程JJG 668-1997 工作用铂铑10-铂、铂铑13-铂短型热电偶检定规程 JJG (闽)4-1992 工作用镍铬-镍硅、镍铬-铜镍(康铜)短型热电偶检定规程 JJF 1071-2002 国家计量校准规范编写规则 JJF 1059-1999 测量结果不确定度评定与表示 3 概述热电偶检定炉是热电偶计量检定中重要的配套设备，在热电偶检定过程中提供恒温温场。
它主要由热电偶检定炉体和与其配套的精密温度控制装置组成，基本机构如图1所示。
4 计量特性不同用途的热电偶检定炉各项技术指标应符合表1要求。
表1温度传感器信号控制输出图15 校准条件5.1 环境条件5.1.1 检定炉可放置在常温实验室内。
5.1.2 校准用测量设备环境条件应符合校准设备使用要求。
5.2 标准器及其辅助设备5.2.1 校准时所用的标准器由表2列出。
表25.2.2 辅助设备5.2.2.1 热电偶转换开关，寄生电势≤0.4μV 。
5.2.2.2 参考端恒温器，恒温器内温度为（0±0.1）℃。
5.2.2.3 钢直尺，最大允许误差为±0.2mm 。
5.2.2.4 绝缘电阻表，输出电压直流500V ，准确度：10级。
5.2.2.5 定位装置定位装置由2块定位块和2支石英测试管组成。
定位块尺寸如图2，材料为耐火材料。
测试管为Ф8×6×700(mm)石英管2支，分别插入定位块1孔（径向孔）和2孔（轴向孔）形成支梁，如图2所示。
图2 定位块、石英测试管示意图6 校准项目和校准方法 6.1 校准项目校准项目见表3。
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。
工作用贵金属热电偶检定规程宣贯讲义61页PPT
工作用贵金属热电偶检定规程
4. 概述
• 4.2 分类及化学成分 • 热电偶的分类及化学成分见表１。 • 4.3 等级 • 按使用要求和热电特性不同，S型和R型热电偶分为Ⅰ级、
工作用贵金属热电偶检定规程
修订的原因
• 与该规程有关的新国家标准GB/T 1598―2019《铂铑10-铂热电 偶丝、铂铑13-铂热电偶丝、铂铑30-铂铑6热电偶丝》、GB/T 16701-2019《贵金属、廉金属热电偶丝热电动势测量方法》已 颁布实施。新规程采纳了国家标准中的相关规定和国家相关法 规对检定规程的要求（ JJF 1002―2019《国家计量检定规程编 写规则》）。本规程规定了工作用贵金属热电偶（S、R、B型） 的主要计量特性——热电动势的主要检定测试方法及检定仪器 设备、样品要求、操作方法、数据处理分析、检定结果。
6
注：按GB/T 1598-2019 《铂铑10-铂热电偶丝、铂铑13-铂热电偶丝、铂铑30-铂铑6热电偶丝》中4.1 的 规定。
工作用贵金属热电偶检定规程
5.计量性能要求
5.1 最大允许误差 • 在适用的温度范围内，热电偶参考端为0 ℃时的热电动势值对
分度表的偏差值换算成温度时，不得超过表2规定的最大允许误 差。热电偶检定温度点及对应热电动势示值最大允许误差见表3。 • R型热电偶的检定点取消了银点的检定。因为各等级标准热电 偶的检定规程中都没有选择该温度点，在R型工作热电偶的检 定中增加该点没有必要，检定点与S型热电偶相同即可。
工作用贵金属热电偶检定规程
本期其他学习(热电阻和热电偶检定)
本期其他学习：热电阻热电偶检定（参考国家质量技术监督局发布的检定规程）1工作用廉金属热电偶检定1.1规程使用条件：适用于长度不小于750mm的新制造和使用中的分度号为K的镍铬-镍硅热电偶、分度号为N的镍铬硅-镍硅热电偶、分度号为E的镍铬、铜镍热电偶、分度号为J 的铁-铜镍热电偶（以下分别简称K、N、E、J型热电偶）在-40~1300℃范围内的检定。
此次试验检定的是使用中的E型热电偶；1.2技术要求1.2.1不同等级热电偶在规定温度范围内，其允差应符合表2规定；表21.2.2热电偶外观满足要求：新制热电偶的电极应平直、无裂痕、直径应均匀；使用中的热电偶电极不应有严重的腐蚀和明显缩径等缺陷；热电偶测量端的焊接要牢固、呈球状，表面应光滑、无气孔、无夹渣。
1.3检定条件1.3.1标准器1等、2等标准铂铑10-铂热电偶各一支；测量范围为：（-30~300）℃的2等标准水银温度计一组，也可选用2等标准铂电阻温度计；1.3.2仪器设备低电势直流电位差计一套，准确度不低于0.02级、最小步进值不大于1µV，或具有同等准确度的其他设备；多点转换开关，寄生电势不大于1µV；参考端恒温器，恒温器内温度为（0±0.1）℃；油恒温槽，在有效工作区域内温差小于0.2℃；管式炉，其长度为600mm，加热管内径约为40mm；（管式炉常用最高温度为1200℃，最高均匀温场中心与炉子几何中心沿轴线上偏离不大于10mm；在均匀温场长度不小于60mm，半径为14mm范围内，任意两点间温差不大于1℃；为保证管式炉温场符合检定要求，可在炉中心置一耐高温恒温快；均匀温场测试方法在检定规程附录中有详细说明；允许使用符合上述要求的其他检定设备）控温设备，应符合检定要求；热电偶测量端焊接设备；钢卷尺、游标卡尺；读数望远镜或3~5倍放大镜；1.3.3电测设备环境条件应符合使用要求1.4检定项目和检定方法1.4.1热电偶的几何尺寸与外观，用钢卷尺、游标卡尺和目力检查，应符合要求；1.4.2经外观检查合格的新制热电偶，在检定示值前，应在最高检定点温度下，退火2h后，随炉冷却至250℃以下，使用中的热电偶不退火；1.4.3热电偶的示值检定点温度，按热电偶丝材及电极直径粗细决定1.4.4300℃以下点的检定，在油恒温槽中，与2等标准水银温度计进行比较，检定时油槽温度变化不超过±0.1℃；1.4.5将热电偶的两电极分别套上高铝绝缘瓷珠，约500mm左右，尾部穿塑料套管，并在尾端露出20mm左右，以链接参考端引线；1.4.6热电偶参考端的引线，应使用铜材质的铜导线进行连接，接触要良好。
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。
廉金属热电偶规程宣贯
读数应迅速准确，时间间隔应相近，测量 读数应不少于4次，测量时管式炉温变化应 不大于±0.25℃
14 测量时将所有测量数据填写在检定记录上
检定结果的计算 15.1
15
15.2 300℃以上热电动势误差公式
17
检定结果处理与周期
16 经检定符合本规程要求的热电偶，出具 检定证书;不合格的热电偶，出具检定结果 通知书，如有需要，给出热电偶在各检定 点的修正值。
11.2 将捆扎好的热电偶装入管式炉内，热电 偶的测量端应处于管式炉最高温区中心， 标准热电偶应与管式炉轴线外置一致
11.3管式炉炉口沿热电偶束周围用绝缘耐火材 料堵好.
连接线路图
12 检定顺序，由低温向高温逐点升温检定， 炉温偏离检定点温度不应超过±5℃
13 当炉温升到检定点温度，炉温变化小于 0.2℃/min时，自标准热电偶起，依次采集 各被检热电偶热电动势
计或者二等标准铂电阻温度计
6
检定项目、条件和方法 9检定点（外观尺寸等不详细讲了）
7
8
11 300℃以上检定点的检定，应在管式炉中与标准铂铑热电偶进行比较， 其中检定Ⅰ级热电偶，必须用一等标准铂铑10-铂热电偶
11.1将标准铂铑热电偶套上高铝保护管，与套 好高铝绝缘瓷珠的被检热电偶用细镍铬丝 捆扎成圆形一束，直径不大于20mm，捆扎 时应将被检热电偶的测量端围绕标准热电 偶测量端均匀分布一周，并处于同一截面 上
17 热电偶的检定周期一般为半年，特殊情况 下可根据使用条件确定
22
不确定度评
不确定度来源 测量重复性引入 电测设备引入 热电偶检定炉温场不均匀 数据采集过程中炉温变化 转换开关寄生电势产生的误差 标准热电偶引入的误差 冷端补偿温度不均匀
贵金属热电偶检定规程
贵金属热电偶检定规程
贵金属热电偶检定规程是指对贵金属热电偶进行检定的规程。
贵金属热电偶是一种温度传感器，由两种不同的贵金属（如铂和铑）组成，用于测量高温范围内的温度。
检定规程的目的是确保热电偶的准确性和可靠性。
贵金属热电偶检定规程通常包括以下内容：
1. 检定设备和标准：规程会规定使用的检定设备和标准，以确保检定的准确性和可重复性。
这些设备可能包括热电偶校准炉、标准热电偶、温度测量仪器等。
2. 检定环境条件：规程会规定进行检定的环境条件，如温度、湿度、大气压力等，以确保检定结果的准确性。
3. 检定方法：规程会详细描述热电偶的检定方法，包括如何连接热电偶、如何加热热电偶、如何测量温度等。
4. 数据处理和结果判定：规程会规定如何处理检定数据，以及如何根据数据判定热电偶是否合格。
5. 检定周期和维护：规程会建议热电偶的检定周期，并提供维护和保养的建议，以确保热电偶的长期准确性和可靠性。
贵金属热电偶检定规程的制定是为了确保热电偶在工业、科研和其他领域中的温度测量准确可靠。
这些规程通常由相关的标准化组织或行业协会制定，并根据实际需要进行更新和修订。
工作用廉金属热电偶检定装置建标技术报告
计量标准技术报告
计量标准名称：工作用廉金属热电偶检定装置计量标准负责人：
建标单位名称(公章)：
填写日期： 2023年02月04日
目录
一、建立计量标准的目的 (1)
二、计量标准的工作原理及其组成 (1)
三、计量标准器及重要的配套设备 (2)
四、计量标准的重要技术指标 (3)
五、环境条件 (3)
六、计量标准的量值溯源和传递框图 (4)
七、计量标准的测量反复性实验 (5)
八、计量标准的稳定性考核 (6)
九、检定或校准结果的测量不拟定度评估 (7)
十、检定或校准结果的验证 (9)
十一、结论 (10)
十二、附加说明 (10)。
热电偶检定规程
热电偶检定规程一、热电偶检定的定义1）热电偶测量可以利用热电偶来进行，它是一种采用温度信号进行测量的设备，它包含一对相对温度探针，它们会产生几种不同的输出信号，可用来测量温度；2）热电偶检定是指为了保证测量准确性，将热电偶经过精确的检定验证，以便验证它的测量精度。
二、热电偶检定的步骤1）热电偶测试准备：首先需要确定检定所需的普罗范德热电偶，检定标准温度、采用的温度计信号等；2）热电偶的接线：将热电偶正确接入温度计中，当温度计正常工作时，才有可能正确地进行热电偶检定；3）测量热电偶电阻：将温度导线与测量仪表接上并测量热电偶电阻，并用温度计将其与温度信息对比；4）实时记录：测量温度值时，必须及时将其记录下来，以便在实验结束时能得到可靠的测量结果；5）标定结果检查：在实验结束后，对测量出的温度值进行校核，核对和检查，确保温度值的准确性；6）验证检定结果：完成测量、校验、检查、验证之后，可以验证热电偶的检定结果，并鉴定其准确度、可靠性和性能。
三、热电偶检定的注意事项1）器材的保养：在检定前，应对器材进行完好的保养，以确保检定精度；2）环境条件：检定热电偶前，要确保环境条件相对稳定，以免受此种影响而使测试温度出现偏差；3）标准探头：必须使用定标探头检定，否则会影响检定的精度；4）规范的温度应用：检定过程中，温度应采用规范的方式进行检定，实验中应避免大幅度测量，否则会影响热电偶寿命；5）标定结果记录：在实验完成后，必须按照规定记录测量结果，以保证下次实验的有效性；6）热电偶检定前：还必须做出热电偶的参数保存，以备下次实验使用。
四、热电偶检定要求1）热电偶测量准确性：由于热电偶是一种带有对数特性的测量仪器，因此在实验的过程中，应注意测量的准确性；2）温度范围：热电偶检定的温度范围根据热电偶的规格和型号而定，一般是-200℃到1300℃的温度范围；3）测量精度：热电偶检定要求较高，测量精度一般为±0.5℃；4）测量记录：在正常实验过程中要及时记录测量结果，便于反复检验检定；5）常规检定：热电偶检定还应该定期进行常规检定，以重新确认误差值。
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。
廉金属热电偶计量标准操作程序
廉金属热电偶计量标准操作程序
1.目的：
保证量值传递准确一致，加强计量检测设备的检定和管理，正确执行国家计量检定规程，合理使用计量标准器，特制定本操作程序。
2.适用范围：
本操作程序适用于首检和日常的廉金属热电偶检定。
3.依据标准：
JJG351—1996 《工业用廉金属热电偶检定规程》
4.适用的标准仪器设备：
二等铂铑10铂热电偶S型（300～1300）℃
5.检定环境：
环境温度：（20±3）℃
相对湿度：不大于80％
环境压力：大气压
6.检定前的准备工作：
6.1被检新制热电偶，在检定示值前，应在最高检定点温度下，退火2小时。
6.2根据规程要求对实验室的温度和湿度及环境进行检查，合格后方可进行检定工作；
6.3根据被检热电偶的种类、量程范围选取相应的配套设备。
检查标准器状况是否正常；是否符合检定工作要求；
6.4准备好检定记录表，做好原始记录。
7.检定方法：
7.1外观：根据计量检定规程的要求对热电偶进行分类检查，合格后再按照规程逐项进行检定。
7.2按检定规程顺序，由低温向高温逐点升温检定。
测量各被检热电偶的热电动势。
7.3按规程规定填写检定记录，计算热电动势误差。
8．检定结果的处理：
经检定符合规程要求的热电偶发给检定证书;不合格的热电偶，发给检定结果通知书。
如有需要，可给出热电偶在各检定点的修正值。
Ⅱ级工作用热电偶热电动势测量结果不确定度评定
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(235)℃（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XX V。
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《JJG 2003-1987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）mV V(?)。
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1V。
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。
2. 测量方法和过程2.1根据检定规程《JJG351-1996 工作用廉金属热电偶检定规程》要求，工作用热电偶在300～1100℃间的热电动势，是由其测量端在所需测量温度点和参考端为0℃的热电动势与二等标准铂铑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。
热电偶内部检定校准规程
热电偶计量器具的内部检定规程一、作业目的本内部检定校准作业的目的是检验热电偶计量器具的准确性和可靠性，确保其符合国家和行业的标准要求，保证测试和测量结果的准确性和可靠性。
二、作业范围本次内部检定校准作业的范围包括热电偶。
三、作业流程1. 准备工作（1）确认热电偶的型号、规格和测量范围，选择合适的标准温度计和标准温度源进行校准。
（2）检查热电偶的外观和接线，确保无磨损、变形和松动等情况。
（3）检查标准温度计和标准温度源的状态和准确度，保证其在校准过程中的稳定性和可靠性。
对热电偶进行预热处理，使其达到稳定的工作状态。
（4）校准频率：周期不超过一年。
（5）校准环境：校准时环境温度25±10℃，湿度30%-80％。
2. 校准操作（1）使用标准温度计和标准温度源，分别在不同温度下进行测量和记录，覆盖整个测量范围。
（2）将热电偶连接到标准温度计和标准温度源上，进行测量和记录。
（3）对测量结果进行分析和比较，确定压力表的误差和不确定度，并计算出其准确度和测量范围。
（4）根据误差和不确定度的情况，对压力表进行调整和校正，使其达到预定的准确度和精度要求。
（5）在完成校准和调整后，进行最后的检查和确认，记录校准结果和过程，并填写相关的校准记录和报告。
3. 校准结果评估（1）根据行业标准和使用要求，评估校准结果是否符合要求。
（2）如果校准结果不符合要求，需要进行调整和再次校准，直到符合要求为止。
四、作业注意事项1. 校准设备的使用要符合热电偶计量器具的使用说明书和行业标准。
热电偶的装配质量和外观检查参看“廉金属热电偶校准规范”JJF1637-20172. 校准操作需要在实验室或其他适当的环境中进行，确保环境的稳定性和准确性。
3. 校准记录表格需要进行规范记录，确保记录的准确性和可靠性。
4. 校准过程中需要注意安全，避免误操作和人身伤害。
五、作业结果处理1. 根据校准结果和行业标准，评估热电偶计量器具的准确性和可靠性。
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工作用廉金属热电偶检定规程本规程适用于长度不小于750mm的新制造和使用中的分度号为K的镍铬-镍硅热电偶、分度号为N 的镍铬-镍硅热电偶、分度号为E 镍铬-铜镍热电偶、分度号为J的铁-铜镍热电偶（以下分别简称K、N、E、J、X型热电偶）在-40-1300℃范为内的检定。
一技术要求1热电极的名义成分如表1规定。
注：①不同分度号两镍铬极不可互换；②不同分度号两铜镍极不可互换；③镍铬—镍硅采用镍铬—镍铝分度表。
2 不同等极热电偶在规定温度范围内，其允差应符合表2表定。
注：①允差取大值；②t为测量端温度。
3 热电偶的外观应满足下列要求：3.1 新制热电偶的电极应平直、无列痕、直径应均匀；使用中的电偶的电极不应有严重的腐蚀和明显缩径等缺陷。
3.2热电偶测量端的焊接要牢固、呈球状，表面应光滑、无气孔、无夹渣。
二检定条件4标准器4.1 一等、二等标准铂铑10—铂热电偶各1支。
4.2 测量范围为：―30～300℃的二等标准水银温度计一组，也可选用二等标准铂电阻温度计。
5 仪器设备5.1低电势直流电位差计一套，准确度不低于0.02级﹑最小步进值不大于1μV,或具有同等准确度的其他设备。
5.2多点转换开关，寄生电势不大于1μV。
5.3参考端恒温器，恒温器内温度为（0±0.1）℃。
5.4油恒温槽，在有效工作区域内温差小于0.2 ℃。
5.5管式炉,其长度为600 mm ,加热管内径约为40 mm。
5.5.1 管式炉常用最高温度为1200 ℃，最高均匀温场中心与炉子几何中心沿轴线上偏离不大于10 mm ；在均匀温场长度不小于60 mm，半径为14 mm 范围内，任意两点间温差不大于1 ℃。
5.5.2 为保证管式炉温场符合检定要求,可在炉中心置一耐高温恒温块。
5.5.3 均匀温场测试方法见附录3 。
5.6 控温设备，应满足检定要求。
5.7 热电偶测量端焊接设备。
5.8 钢卷尺、游标卡尺。
5.9 读数望远镜或3～5倍放大镜。
6 电测设备环境条件应符合使用条件。
三检定项目和检定方法7 热电偶的几何尺寸与外观，用钢卷尺、游标卡尺和目力检查，应符合要求。
8 经外观检查合格的新制热电偶，在检定示值前，应在最高检定点温度下，退火2 h 后，随炉冷却至250℃以下，使用中的热电偶不退火。
9 热电偶的示值检定温度，按热电偶丝材及电极直径粗细决定，如表3所示。
10 300℃以下点的检定，在油恒温槽中，与二等标准水银温度计进行比较，检定时油槽温度变化不超过±0.1℃。
10.1 将热电偶的两电极分别套上高铝绝缘瓷珠,约50 mm左右,尾部穿塑料套管,并在尾端露出20 mm左右,以连接参考端引线。
10.2 热电偶参考端的引线，应使用同材质的铜导线进行连接，接触要良好，铜导线在20℃时的电阻率应小于0.01724μΩ·m。
10.3 在热电偶的测量端套上玻璃保护管，插入油恒温槽中，插入深度不应小于300 mm，玻璃管口沿热电偶周围，用脱脂棉堵好。
10.4 将热电偶的参考端插入装有变压器油或酒精的玻璃管或塑料管中，再分散插入冰点恒温器内，插入深度不应小于150 mm。
＊括号内的检定点，可根据用户需要选定。
11 300℃以上的各点在管式炉中与标准铂铑10—铂热电偶进行比较，其中，检定Ι极热电偶时，必须采用一等铂铑10—铂热电偶。
11.1 将标准热电偶套上高铝保护管，与套好高铝绝缘瓷珠的被检热电偶用细镍铬丝捆扎成圆形一束，其直径不大于20 mm，捆扎时应将被检热电偶的测量端围绕标准热电偶的测量端均匀分布一周，并处于垂直标准热电偶同一截面上。
11.2 将捆扎成束的热电偶装入管式炉内，热电偶的测量端应处于管式炉最高温区中心；标准热电偶应与管式炉轴线位置一致。
11.3 管式炉炉口沿热电偶束周围，用绝缘耐火材料堵好。
12检定顺序，由低温向高温逐点升温检定，炉温偏离检定点温度不应超过±5℃。
检定时连接线路图13检定时连接线路如图所示，直接测量标准与被热电偶的热电动势。
当炉温升到检定点温度，炉温变化小于0.2℃/min时,自标准热电偶开始,依次测量各被检热电偶的热电动势。
测量顺序如下：标被1 被2被n标被1 被2被n读数应迅速准确，时间间隔应相近，测量读数不应小于4次，测量时管式炉温度变化不大于±0.25℃。
14 量时将所有测量数据填写在检定记录表上（见附录8）15 检定时被检热电偶的热电动势误差△et计算方法：15.1 300℃以下热电动势误差△et用下式计算：△et = ē被+ S被·△t检- e分式中ē被—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；S被—被检热电偶中在某检定点温度的微分热电动势；e分—被检热电偶分度表上查得的某检定点温度的热电动势值。
△t检 = t检-t实t检—检定点温度t实—实际温度（实际温度 = 读数平均值 + 修正值）△t检—检定点温度与实际温度的差值。
例1 在200℃时E型热电偶示值误差计算。
在200℃检定点附近，参考端为0℃，被检E型热电偶的热电动势值为13.452mV,二等标准水银温度计测得温场的温度为200.15℃,求被检热电偶在200℃时示值误差。
△t检= 200 - 200.15 = -0.15 ℃从检定分度表查得,在200℃时热电偶的热电动势值和微分热电动势:e分= 13.421 mVS被= 0.074 mV则可计算出△e200即:△e200= ē + S被·△t - e分= 13.452 + 0.074 × （ - 0.15 ） - 13.421= 0.020（ mV ）则热电偶在200℃时示值误差:℃其修正值为-0.3℃。
15.2 300℃以上热电动势误差Δe用下式计算：式中ē被—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；e标—标准热电偶证书上某检定点温度的热电动势值；ē标—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；e分—被检热电偶分度表上查得的某检定点温度的热电动势值；S标、S被—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。
例2 在1000℃时，N型热电偶示值误差计算。
在1000℃附近测得标准铂铑10—铂热电偶的热电动势算术平均ē标值为9.558 mV；被检N型热电偶的热电动势算术平均ē被为36.274 mV。
从标准热电偶检定证书中查得1000℃时热电动势e标为9.581 mV；求被检N型热电偶在1000℃时的误差。
从热电偶微分热电动势表中查得1000℃时，标准与被检热电偶1℃分别相当于0.012 mV；0.039 mV。
从N型热电偶分度表中查得1000℃时热电动势为36.256 mV,将以上数据代入下式,可计算误差△e值。
即：则热电偶在1000℃时示值误差：（℃）其修正值为-2.4℃四检定结果处理和检定周期16 经检定符合本规程要求的热电偶发给检定证书；不合格的热电偶, 发给检定结果通知书,如有需要,可给出热电偶在各检定点的修正值。
17 热电偶的检定周期一般为半年，特殊情况下可根据使用条件来确定。
附录附录1热电偶用补偿导线的检定方法＊括号内温度是按上表所列热电偶测量端温度的微分热电动势计算的。
2 一般用补偿导线检定100℃点，耐热用补偿导线检定100℃、200℃点，也可根据需要在其他温度点检定。
3 将补偿导线的两端的护层和绝缘层去除10～20mm，并将两个电极表面绝缘清除干净，使其一端焊接成一支热电偶，然后参照本规程第10条进行检定。
附录2带补偿导线热电偶的检定方法本方法适用于K、N、E、J型热电偶，接上补偿导线后整体进行检定。
1 只限检定Ⅱ级允差热电偶。
2 须选用经检定的延长型补偿导线，允差为：（100±0.2℃）。
3 参考接点温度不得超过100℃。
4 热电偶长度不小于350mm，热电偶加补偿导线的总长度不小750mm。
5 参照本规程第三章进行检定。
管式炉炉温温场测试方法本方法适用于300～1300℃范围内管式炉温场测试。
1 管式炉的技术要求应符合5.5款要求。
2 测试设备应符合4条、5.6、5.8款要求。
3 定位块尺寸如图1,材料为耐火材料4 将定位块装入管式炉两端，使其与炉端帖紧，并装好控温热电偶（从4号孔插入）。
5 将两支二等标准热电偶插入定位块中，使测量端处于炉轴线中点截面处，在标准热电偶绝缘管与定位块外端面相交点，用陶铸铅笔做一记号，作为坐标“0”点，从此点分别向工作端和参考端每隔10mm做一记号，标上+5～-5坐标，坐标示意图如图2所示。
图1 定为块示意图图2 检定炉坐标示意图6 将两支标准热电偶（简称标1和标2）插入定位块中，并连接好线路，测量两标准偶的热电动势值。
将炉温升到（1000±5）℃时，待恒定后，依次测量标1和标2的热电动势，测量次数不应小于4次，在此测量时间内，管式炉内温度变化不得超过±0.25℃。
6.1 轴向温场测量：将标1和标2分别插入1孔和2孔，并使标1工作端处于0坐标点，再分别使标2处于-5、-4、-3、-2、-1、0、1、2、3、4、5各点，分别测得标1和标2的热电动势，以标1为标准，以标2为被测，将标1在0坐标点测得的热电动势值均修正到1000℃点，并将标2在坐标点修正后的热电动势值，换算成温度，即为轴向温场分布。
6.2 径向温场测量：使标1和标2处于同一截面上，标1置于炉轴线上不动，分别将标2置于炉内此截面上、下、左、右四点测量标1和标2的热电动势值，此测量共在-2、-1、0、1、2五个坐标的截面上进行。
以标1为标准，以标2为被测，将标1在一截面测得的热电动势值修正到1000℃，并将标2在该截面上、下、左、右各点测得的热电动势值，换算成温度值，即为该截面的径向温场分布。
标准铂铑10—铂热点偶在0～1300℃范围内，整百度的热电动势和温度对照表编制方法1 将标准铂铑10—铂热点偶检定证书上给出的锌、铝（锑）、铜三个温度点的热点动势值，填入表1，并计算其在三个温度点与标准分度表值之差，分别计为△E1、△E2、△E3。
2 标准铂铑10—铂热点偶的系数a.b.c,用表1中△E1、△E2、△E3标准铂铑10—铂热点偶的热点动势E（t）和S型热电偶标准分度表值E3（t）的差值函数计算：△E（t）= E（t）- ES（t）= a + bt + ct . （1）2.1在检定证书上给出锌、铝、铜点时，用式（2）修系数。
a = 4.47201·△E1 - 4.45367·△E2 + 0.981667·△E3b = -0.0108956·△E1 + 0.0147221·△E2 - 0.00382658·△E3c =6.24408×10-6·△E1-9.78770×10-6·△E2+3.54362×10-6·△E3（ 2 ）2.2 在检定证书上给出锌、铝、铜点时，用式（3）修系数。