热电阻不确定度评定

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工业铂铜热电阻温度校准结果的测量不确定度评定上传1

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工业铂、铜热电阻校准结果的不确定度评定1.概述1.1测量依据:国家计量检定规程JJG229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》。

1.2环境条件:温度:21.0℃,相对湿度:65%RH。

1.3 主要标准器:标准铂电阻温度计【编号:5311;测量范围:(-190~419.527) ℃;准确度:二等】1.4校准对象及参数:工业用铂电阻(分度Pt100)一只,校准参数:温度1.5测量过程描述:将标准铂电阻温度计和被测铂热电阻温度计放入同一恒温槽内进行比较测量,并计算其偏差。

2 影响测量不确定度的影响量2.1测量重复性2.2标准器的测量不确定度2.3电测设备的测量误差2.4恒温槽的不均匀性3.数学模型Δt=Δt i-ΔT 其中Δt i=t i-t ΔT=T i-t式中Δt——被校铂电阻在温度为t时的误差;℃Δt i——被校铂电阻在恒温槽中测得偏离校准点温度的差,℃;ΔT——标准铂电阻温度计在恒温槽中测得偏离校准点温度的差,℃;t——被校铂电阻温度计在校准温度点t的实测温度,℃;i——标准铂电阻温度计在校准温度点t的实测温度,℃;Tit——被校准的设定温度点,℃。

4.标准不确定度的评定校准结果的测量不确定度评定版本:第二版修改:第0次修改引入的不确定度4.1 输入量ti输入量t引入的不确定度主要为测量重复性引入,它包括恒温槽的波动度引入的i不确定度。

根据实验,在同一套检定装置中,用同一只标准器,对一只被检铂电阻温Array度计在0℃和100℃作10次独立的重复测量,用贝塞尔公式求得:实际校准时的数据为6次测量的平均值,则0℃和100℃时的A类分量为:u A0=S p0/6=1.1 mK u A100=S p100/6=0.66 mK4.2.B类标准不确定度4.2.1.标准器引入的不确定度,即输入量T引入的不确定度:根据上级给出标准铂电阻温度计的扩展不确定度U p=23mK,估计该分布为正态分布,且p=0.99,u T1=U p/k p=23/2.576=8.9mK,4.2.2电测设备引入的不确定度:检定工业铂电阻时,使用0.01级热电偶、热电阻测试仪,所用量程为校准结果的测量不确定度评定版本:第二版 修改:第0次修改(0~200)Ω,查检定证书知其在200Ω范围内,最大误差为0.0098Ω,估计其分布为均匀分布,包含因子30℃点:u T2(0)=(Δ/3)/(dR/dt )=0.0098/0.390/3=15.0mK 100℃点:u T2(100)=(Δ/3)/(dR/dt )=0.0098/0.380/3=15.0mK 4.2.3恒温槽温场不均匀引起的不确定度:根据恒温槽校准证书,所用恒温槽的工作区域均匀性为0.02℃,则不确定度区间半宽为0.01估计该分布为均匀分布:u T3=10 mK /3=5.8mK4.2.4.铂电阻的引线和相互间的影响经过大量实验证明,带来的不确定度很小,而其他因素在检定过程中都尽量满足,故可忽略,不予考虑。

工业铂热电阻不确定度评定

工业铂热电阻不确定度评定

工业铂热电阻不确定度评定一、概述1.1测量依据:JJG 229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》。

1.2测量环境条件:温度:(15~35)℃,恒温槽温度(20±0.1)℃;湿度(30%RH~80%RH )。

1.3测量标准:二等标准铂电阻,编号为210498,检定合格;配套设备:制冷恒温槽,编号为:08416,扩展不确定度为U =0.005℃,k =2;标准恒温槽,编号为08403,扩展不确定度为U =0.005℃,k =2。

电测设备:热工信号校验仪,编号为210635709,扩展不确定度为U =0.001mV ,k =2;数字多用表,编号为4489431。

1.4被测对象:工业铂电阻,型号:Pt100,编号:192434。

1.5测量方法:工业铂热电阻在满足电阻温度系数,测量0℃和100℃,测量0℃时,将被检和标准同时插入一定深度的制冷恒温槽;测量100℃时,将被检和标准同时插入一定深度的标准恒温槽。

标准读数与被检读数的差值即是改点温度偏差值。

1.6评定结果的使用:在符合或十分接近上述条件下工业铂热电阻温度测量,一般可参照使用本不确定度的评定结果。

二、数学模型0i 0t t t -=∆式中:0t ∆—校准温度点与实际温度的差值,℃; t i —被检读数,℃;t 0—标准读数,℃;三、不确定度来源3.1标准铂电阻引入的标准不确定度u 13.1.1标准铂电阻稳定性引入的标准不确定度u 1i ; 3.1.2 标准铂电阻自热效应引入的标准不确定度u 1o ; 3.2 制冷恒温槽温场引入的标准不确定度u 2 3.3 标准恒温槽引入的标准不确定度u 3 3.4电测设备引入的标准不确定度u 43.4.1 接标准铂电阻的数字多用表引入的标准不确定度u 4x ; 3.4.2 接被检的热工信号校验仪引入的标准不确定度u 4y ;3.5被检铂电阻测量重复性引入的标准不确定度u 5 四、标准不确定度评定分析4.1 标准铂电阻引入的标准不确定度u 1,采用B 类方法评定。

27.工业铂、铜热电阻检定校准结果测量不确定度评定报告

27.工业铂、铜热电阻检定校准结果测量不确定度评定报告

陕西XXXX技术有限公司工业铂、铜热电阻检定/校准结果测量不确定度评定报告编制:审核:批准:2020年06月06日检定/校准结果测量不确定度评定报告一、概述1、预评估对象:Pt100铂电阻温度计,1#(昆明大方)2、检定方法:JJG 229-2010《 工业铂、铜热电阻》3、检定项目:示值误差4、检定环境:温度21℃;湿度52%RH5、检定用计量标准器:二等标准铂电阻温度计 二、测量结果不确定度的评定 1、检定方法及原理按JJG229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》要求,按比较法进行测量,将二等铂电阻温度计与被检铂热电阻同时插入100℃的恒温槽中待温度稳定后通过测量标准与被检的值,由标准算出实际温度然后通过公式计算得出被检的实际值100R '。

2、被测对象铂热电阻Pt100 A 级,测量点:100℃,允许偏差±0.35℃ 3、测量标准3.1 二等标准铂电阻温度计二等铂电阻温度计证书给出的参数见表1 表2:二等铂电阻温度计证书给出的参数3.2 电测设备2010型数字万用表,测量范围(0~1000)Ω,U =0.000012K Ω,k =2 4、数学模型 检定100℃点:*100100100100100)/()/(hh t s t ss h t h t t t dt dW W W dt dR R R ∆-∆=---=∆== 从数学模型中可以观察到,100℃检定点的输入量有h R ,*h R 、*tp R 和sW100。

100)/(=t dt dR 、100)/(=t stdt dW 的不确定度很小,可以忽略不计。

4.1 输入量h t ∆的标准不确定度)(h t u ∆的评定有4个主要不确定度来源:h R 测量重复性,插孔之间的温差,电测设备,测量电流引起的自热。

4.1.1 测量重复性)(1h t u ∆,检定100℃时的合并样本标准差p s 为Ω⨯==-=∑33121034.431i i p s s 实际测量以4次测量值平均值为测量结果,所以:Ω⨯==-311017.24)(p h s R u 。

工业铂热电阻示值误差的测量不确定度评定

工业铂热电阻示值误差的测量不确定度评定

工业铂热电阻示值误差的测量不确定度评定摘要;JJG229-2010《工业铂、铜热电阻》检定规程、JJF1059.1-2012《测量不确定度评定及表示》,在温度为25℃,相对湿度为60%的条件下,用二等标准铂电阻温度计、数字多用表、精密恒温油槽、精密恒温水槽等组成的智能化热工仪表检定系统对性能稳定的工业铂热电阻进行10次重复性测量,然后根据其示值误差的数学模型,通过对引起其不确定度的分量分析,进行标准不确定度的A类和B类评定,进而评定出汽车制动操纵力计示值误差测量结果不确定度。

关键词:不确定度1. 概述:工作用铂、铜热电阻检定工作由二等标准铂电阻温度计、数字多用表、精密恒温油槽、精密恒温水槽等组成的智能化热工仪表检定系统完成,在规定环境条件下,将一支被检 B级 Pt100 工业铂热电阻与标准铂电阻温度计同时插入精密恒温水槽和100℃的精密恒温油槽中,待温度稳定后通过测量标准和被检的值,由标准算出实际温度然后通过公式计算得出被检的实际值和。

1.数学模型检定点0℃,测量误差的数学模型:检定100℃,测量误差的数学模型:、——被检工业铂热电阻在0℃、100℃时的温度偏差。

℃、——被检工业铂热电阻在精密恒温水槽和精密恒温油槽中测得的偏离0℃、100℃时的差值。

℃、——标准铂电阻在精密恒温水槽和精密恒温油槽中测得的偏离0℃、100℃时的差值。

℃、——被检工业铂热电阻在0℃、100℃时的标称电阻值。

Ω、——被检工业铂热电阻在精密恒温水槽中测得的0℃和在精密恒温油槽中测得的100℃时的电阻值。

Ω、——被检工业铂热电阻在0℃、100℃时电阻值对温度的变化率。

Ω / ℃、——标准铂电阻在0℃、100℃时电阻比值。

、——标准铂电阻在0℃、100℃的精密恒温水槽和精密恒温油槽中的电阻比值。

、分别为标准铂电阻在0℃、100℃的电阻值,、分别为标准铂电阻在0℃、100℃的精密恒温水槽和精密恒温油槽中测得的电阻值。

为标准工业铂热电阻在水三相点瓶中的电阻值。

铂热电阻校准结果的不确定度评定

铂热电阻校准结果的不确定度评定

铂热电阻校准结果的不确定度评定摘要:铂电阻温度计因其测温准确度高、稳定性好、测温范围广等优点,在温度测量领域得到了广泛的应用。

目前我公司温度测量最常用的温度传感器是Pt100铂热电阻温度计。

铂热电阻温度计作为温度的测量主要工具,需要定期计量来确保数据准确可靠。

根据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》的研究方法与分析步骤,对铂热电阻温度计的校准结果进行不确定度来源的分析和评定。

关键词:铂热电阻;校准结果;不确定度;校准能力0.引言:铂热电阻温度计是利用其电阻随温度的变化而变化的特性研制而成,其准确度较高。

但长期在高温高湿的环境下,准确度会随着环境的变化以及长期使用震动,污染等因素影响下,电阻温度系数会产生漂移,稳定性和可靠性会逐渐下降,影响温度测量结果的准确性。

因此,铂热电阻需进行周期检定或校准,保证测量数据的准确性。

根据JJG 229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》采用规程要求准确度的标准器和配套设备,开展铂热电阻温度计的校准工作,使其测量结果满足使用要求。

1.测量方法:1.1.标准器及其配套设备(干井炉校准法)Kaye Validator 2000验证系统:—笔记本电脑(PC);—验证仪(Validator2000);—标准探头(IRTD-400);—高温干井炉(HTR-400)/低温干井炉(CTR-40);1.2.校准的环境条件温度:(15~35)℃,相对湿度:(30~80)%。

1.3.外观检查1.3.1.铂热电阻各部分装配正确、可靠、无--缺件,外表涂层应牢靠,保护管应完整无损,不得有凹痕、划痕和显著锈蚀。

1.4.校准温度点的选择选择铂热电阻正常使用的温度点。

1.5.校准1.5.1.按公司《Kaye Validator2000多点温度分布验证仪标准操作规程》要求将电脑、验证仪、标准探头和干井炉进行连接。

1.5.2.设定干井炉温度为校准的温度点,加热至设定温度并稳定10min以上。

热电阻测温结果不确定度评定

热电阻测温结果不确定度评定
一 ≈ 0 0 25C . 0
是塔 顶苯汽温 度 的变化性 , 量过程 受环 境 、 法 测 方
等 因素 的影 响 ; 另一个 是热 电阻 的最 大允许 误差 , 因 为测量仪 器检定 证 书上给 出了仪 器所 符合 的准确 度
级别 。
自由度 一 1 一5 1 一 1 一4 ( 一 ) ×( O ) 5 在 方差 的 计算 中 , 和的 项数 减 去对 和 的 限制 数 即 自由度 。 3 2 2 标 准 不确定 度分 量n( ) .. 的评定 “( 为 由热 电阻 最 大允 许 误差 引入 的 标 准 不 ) 确 定度 。 当测 量仪 器检 定 证书 上给 出准 确度 级 别 时 , 可 按 检定 系统 或检 定规 程所规 定 的该 级别 的最 大允许 误 差进 行评定 。 测 量 苯汽 温 度 所 用的 热 电阻 经检 定 合格 , 检定 证 书 给 出 : 0 2 0C内该仪 器 符合 0 5 。 此可 在 ~ 0 .级 据 得 到该仪 器 的最大 允许 误差为 ±2 0 0 C×0 5 . %一 ± 1 则 区 间半 宽 a 1 一 般 按 均 匀分 布 考 虑 , C。 一 C, 则
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2 0 年第 1 06 期
新疆 钢 铁
总 10 0 期
测 量过程 中有 许多可 能 引起 不确 定度 的 来源或 起 因 , 实例 中标 准不 确定 度” 主 要来源 有 两个 : 在 ()

所 以可使 用 8 替所 有的 。 p 代 . 实 际上 , 按照 生产工 艺对苯 汽温 度的 要求 , 各点 值是 实测 值 。 本例 是取 J A 的平 均值 , o 因此 :
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2 0 年第 4 06 期

热电阻不确定度评定

热电阻不确定度评定
检定结果的测量不确定度评定
1概述:测量依据:JJG229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》
2环境条件:温度:20±5℃湿度:30~70%RH
3数学模型
Rt = Rx + tΔtΔt =
式中: — t温度时标准温度计的电阻值; — x℃时标准温度计测得的电阻值;
— t温度时标准温度计电阻随温度的变化率。
0℃时,不确定度区间的半宽度为100Ω×0.02%=0.004Ω,在区间内可认为均匀分布,k= ,
u(x3) = 0.012Ω
100℃时,不确定度区间的半宽度为138.5Ω×0.02%=0.0277Ω,在区间内可认为均匀分布,k= ,
u(x3) = 0.016Ω
4.1.4二等标准铂电阻温度计不确定度引入的标准不确定度分项u(x4)
u(d) = 2.99×10-5Ω/℃
在t=100℃时,由实验得出其不确定度为8.7×10-5Ω/℃,服从正态分布,k=3,
u(d) = 2.9×10-5Ω/℃
5合成标准不确定度的评定
灵敏系数:由Rt= Rx+(dR/dt)t
c1= 1
t=0℃时,c2=0.02℃,c3= 3.91 ,c4= -0.08℃
u(x5)= 1.69×10-5Ω
4.1.6标准不确定度u(x),即u(Rx)的计算
在0℃时,u(x)= 0.012Ω
在100℃时,u(x)== 0.016Ω
4.2 t的标准不确定度u[ t]的评定
标准不确定度u[ t],记作u(y)。
当t=0℃时,
由实验得出其不确定度为1.99×10-5Ω/℃,服从正态分布,k=3,
4.1.5水三相点并复现0.01℃引入的标准不确定度分项u(x5)

测量不确定度评定热电阻

测量不确定度评定热电阻

热电阻校准装置不确定度分析报告1、测量方法依据JJG229-1998《工业铂热、铜热电阻检定规程》。

热电阻是一种将温度转换为可传送的标准化输出信号的仪表,而且其输出信号与标准铂电阻的连续函数关系。

根据提供的办法, 用标准铂电阻进行行不确定分析。

2、A类不确定度分析A类不确定度数值由重复性实验获得,即选用两支标准铂电阻温度计,编号分别为8075、8076其中一支做标准,另一支做被检,按检定规程要求插入被测恒温槽内,在规定的温度点进行检定。

开始时应将标准热电阻和被检热电阻一起紧挨着插入冰瓶中心部位。

选择“0℃检定”,将对插入冰瓶中的两标准热电阻进行0℃重复检定六次。

选择“100℃检定”,将对插入油恒温槽中的两标准热电阻进行100℃重复检定六次。

检定结果如下表:并分别计算出检定结果的标准偏差S n作为该标准装置的检定重复性。

2、B类不确定度分析2.1 冰点(0℃)①由于二等标准铂电阻温度计总不确定度引入的误差,由经验值得出bj为2.91mK,在区间可服从正态分布:取k=3,所以u(P被1)=bj/k=0.97mK②由于整套电测装置测量中引入的误差U(P被2),由经验值得出误差限bj为25mK,在区间可服从正态分布:取k=3所以u(P被2)=bj/k=8.3mK③由于冰点器温场不均匀引入的误差,U(P被3)由经验数据得知其误差限bj 为10mK,在区间内可服从均匀分布,取k=3,所以u(P被3)=bj/k=5.8mK④被检热电阻自热的影响,以半区间估计,约为5mK,在区间普遍存在,可视为两点分布:取k=1,所以u(P被4)=bj/k=5mK⑤标准热电阻自热的影响,按规程要求,允许值不大于4 mK,以半区间计入,约为2mK,在区间服从均匀分布,取k=3,所以u(P被5)=bj/k=1.2mK⑥由于检定结果和数据修约引入的误差,U (P 被6)由经验数据得知其误差限bj 为1.3mK ,在区间内可服从均匀分布,取k =3,所以u (P 被6)= bj/k =0.76 mK2.2 沸点(100℃)①由于二等标准铂电阻温度计总不确定度引入的误差,由经验值得出bj 为2.61mK ,在区间可服从正态分布:取k =3,所以u (P 被1)=bj/k =0.87mK ②由于整套电测装置测量中引入的误差U (P 被2),由经验值得出误差限bj 为25mK ,在区间可服从正态分布:取k =3所以u (P 被2)=bj/k =8.3mK ③由于油恒温槽温场不均匀引入的误差,U (P 被3)由经验数据得知其误差限bj 为5.2mK ,,在区间内可服从均匀分布,取k =3,所以u (P 被3)=bj/k =3mK④被检热电阻自热的影响,以半区间估计,约为5mK ,在区间普遍存在,可视为两点分布:取k =1,所以u (P 被4)=bj/k =5mK⑤标准热电阻R *tp 变化所带入的影响,按规程要求,允许值不大于5 mK ,以半区间计入,约为2.5mK ,在区间服从均匀分布,取k =3,所以u (P 被5)=bj/k =1.44mK⑥由于检定结果和数据修约引入的误差,U (P 被6)由经验数据得知其误差限bj 为1.3mK ,在区间内可服从均匀分布,取k =3,所以u (P 被6)= bj/k =0.76 mK3、合成不确定度分析u 0℃=()∑=+ni ii u c 122Sn =(9.92+0.972+8.32+52+1.22+0.762)1/2=13.75 mKu 100℃=()∑=+ni ii u c 122Sn =(9.92+0.872+8.32+32+52+1.442+0.762)1/2=14.32mK4、 扩展不确定度分析:U=k u 取k =2 则:U 0℃ =k u 0℃=27.50 mK=0.027℃ U 100℃ =k u 100℃=28.64 mK=0.029℃ 5、结论工业铂电阻(A 级)在0℃的允许误差为0.15℃,而本检定装置的示值误差的扩展不确定度为U 0℃ =0.027℃;工业铂电阻(A 级)在100℃的允许误差为0.32℃,而本检定装置的示值误差的扩展不确定度为U 100℃ =0.029℃;因此,本检定装置用于检定工业热电阻是能够满足要求的,其检定方法可行。

工业铂热电阻测量结果的不确定度评定

工业铂热电阻测量结果的不确定度评定

收稿日期:2020 06 12作者简介:罗利平(1983-)ꎬ女ꎬ陕西汉中人ꎬ工程师ꎬ从事仪器仪表检定校准和相关的技术工作ꎮdoi:10.3969/j.issn.1005-2798.2020.10.016工业铂热电阻测量结果的不确定度评定罗利平(山西潞安检测检验中心有限责任公司ꎬ山西长治㊀046204)摘㊀要:工业铂热电阻是化工㊁煤炭等行业的重要测温元件ꎬ它是利用铂丝的电阻值随温度的变化而变化这一基本原理设计和制作的ꎮ文章介绍了依据JJG229-2010«工业铂㊁铜热电阻»检定规程对常用的B级Pt100铂热电阻的测量结果进行的不确定度的详细计算和分析过程ꎬ旨在研究和讨论影响测量结果的主要因素和应采取的方法和措施ꎬ以保证测量结果的持续可信ꎮ关键词:标准铂电阻温度计ꎻ铂热电阻ꎻ不确定度ꎻ测量结果中图分类号:TH811㊀㊀㊀文献标识码:B㊀㊀㊀文章编号:1005 2798(2020)10 0044 031㊀概㊀述1.1㊀被测对象选用一支B级铂热电阻Pt100作为此次评定的对象ꎬ按照JJG229-2010«工业铂㊁铜热电阻»检定规程规定的检定温度点为0ħ和100ħꎬ对B级Pt100铂热电阻进行误差的测量ꎬ其允许偏差:0ħ:ʃ0.15ħꎻ100ħ:ʃ0.35ħꎮ1.2㊀测量标准1.2.1㊀二等标准铂电阻温度计二等标准铂电阻温度计证书给出的参数见表1ꎮ表1㊀标准铂电阻证书给出的参数tWstdWst/dt0ħ0.99996010.003987831ħ-1100ħ1.39269920.003867399ħ-1Rtp=25.7480Ω1.2.2㊀电测设备KEITHLEY2010数字多用表ꎬ测量范围(0~1000)Ωꎮ表2㊀数字多用表年变化量量程年变化量100.00000Ωʃ(90.0ˑ10-6ˑ读数+10.0ˑ10-6ˑ量程)1.0000000kΩʃ(80.0ˑ10-6ˑ读数+2.0ˑ10-6ˑ量程)1.3㊀测量方法按照检定规程中的方法进行比较测量ꎮ将标准铂电阻温度计(以下简称标准铂电阻)和被检铂热电阻温度计(以下简称被检铂电阻)同时插入恒温槽中ꎬ将标准铂电阻与被检铂电阻的引线接入接线台与数字多用表㊁扫描/控制器连接ꎬ待温度稳定后采集数字多用表的标准铂电阻与被检铂电阻的电阻值ꎬ用标准铂电阻计算出恒温槽的实际温度后通过公式最终得出被检铂电阻的实际值温度值和测量误差ꎮ2㊀测量模型0ħ时ꎬ测量误差的数学模型:әt0=Ri-R0(dR/dt)t=0-Wsi-Ws0(dWst/dt)t=0=әti-әt∗i(1)100ħ时ꎬ测量误差的数学模型:әt0=Rh-R0(dR/dt)t=100-Wsi-Ws100(dWst/dt)t=100=әth-әt∗h(2)从以上数学模型中得到ꎬ0ħ时的需要输入的量有:RiꎬR∗iꎬR∗tp和Ws0ꎻ100ħ时的需要输入的量有:RhꎬR∗hꎬR∗tp和Ws100ꎮ其中(dR/dt)t=0ꎬ(dWst/dt)t=0ꎬ(dR/dt)t=100ꎬ(dWst/dt)t=100为电阻随温度的变化率ꎬ一般该值引用自规程的附录表ꎬ该不确定度很小ꎬ忽略不计ꎮ3㊀输入量әtiꎬәth的标准不确定度u(әti)和u(әth)的评定㊀㊀该不确定度分量主要由被检铂电阻测量结果的重复性ꎬ电测设备ꎬ恒温槽插孔之间的温差以及测量电流引起的自热四个方面引入ꎮ3.1㊀测量结果的重复性所引入的不确定度u(Ri1)和u(Ri2)ꎬ采用A类方法评定以B级铂热电阻分别在制冷恒温槽和恒温油槽对其0ħ和100ħ进行重复10次的测量ꎮ44检定0ħ时其测得的热电阻分别为:100.5711㊁100.5718㊁100.5711㊁100.5717㊁100.5716㊁100.5702㊁100.5711㊁100.5712㊁100.5713㊁100.5725(Ω)ꎮ该样本的实验标准偏差采用贝塞尔公式进行计算ꎬ得s=5.7ˑ10-4Ωꎮ实际测量取6次测量的平均值做为测量结果ꎬ故u(Ri1)=2.33ˑ10-4Ωꎮ转换成温度:u(әti1)=0.60mKꎮ同理检定100ħ时所得的试验标准偏差s=13.50ˑ10-4Ωꎮ实际测量取6次测量的平均值做为测量结果ꎬ故u(Ri1)=5.51ˑ10-4Ωꎮ转换成温度:u(әti1)=1.45mKꎮ3.2㊀由电测设备引入的标准不确定度u(әti2)和u(әth2)ꎬ采用B类方法评定在测量中采用的电测设备是数字多用表ꎬ它的测量误差是主要的不确定度来源ꎬ在进行0ħ检定时ꎬ不确定度的区间按表2进行计算ꎬ则区间为ʃ0.0100Ωꎬ区间半宽0.0100Ωꎬ在该区间内可认为均匀分布取k为3ꎮ则u(Ri3)=5.77ˑ10-3Ωꎮ换算成温度:u(әti3)=14.76mKꎮ在进行100ħ检定时ꎬ对不确定度区间半宽按上述同样得方法计算ꎬ则区间半宽为0.0131Ωꎬ在该区间内可认为均匀分布取k为3ꎮ则u(Rh3)=7.55ˑ10-3Ωꎮ换算成温度:u(әth3)=19.91mKꎮ3.3㊀插孔之间的温差引入的标准不确定度u(әti3)和u(әth3)ꎬ采用B类评定按规程中的方法对温度计检定时ꎬ在0ħ由于插入标准和被检温度计同时插入后管口用脱脂棉塞紧ꎬ其热损失极少ꎬ可认为插孔之间的温差很小ꎬ忽略不计ꎬ故u(әti2)=0mKꎮ按规程的要求ꎬ在进行100ħ检定时恒温油槽插孔之间的温场均匀性不应超过0.01ħꎬ检定点附近的温度波动度不应超过ʃ0.02ħ/10minꎬ因标准和被检温度计在进行数据采集传输的过程中有约0.01ħ的迟滞ꎮ按均匀分布考虑取k为3ꎮ因此:u(әth2)=8.16mKꎮ3.4㊀自热引入的标准不确定度u(әti4)和u(әth4)ꎬ采用B类方法评定数字多用表供被检热电阻感温元件的测量电流不超过1mAꎬ对的影响约为2mΩꎮ按均匀分布考虑取k为3ꎮ则u(Ri4)=u(Rh4)=1.15ˑ10-3Ωꎮ换算成温度:u(әti4)=2.95mKꎬu(әth4)=3.04mKꎮ3.5㊀u(әti)和u(әth)的计算以上4个不确定度之间相互独立ꎬ因此合成不确定度按公式(3)计算:u=ðNi=1u2i(3)得:u(әti)=15.06mKꎬu(әth)=21.78mKꎮ4㊀输入量әt∗i㊁әt∗h的标准不确定度u(әt∗i)和u(әt∗h)的评定㊀㊀该不确定度分量主要由标准铂电阻的复现性㊁电测设备㊁测量电流引起的自热㊁标准铂电阻的周期稳定性这四个方面引入ꎮ4.1㊀标准铂电阻的复现引入的标准不确定度u(әt∗i1)和u(әt∗h1)ꎬ采用B类方法评定依据检定规程的要求ꎬ复现水三相点温度U99=5.0mKꎬk=2.58ꎻ复现水沸点附近温度U99=3.4mKꎬk=2.58ꎮ因此ꎬu(әt∗i1)=1.94mKꎻu(әt∗h1)=1.32mKꎮ4.2㊀电测设备数字多用表引入的标准不确定度u(әt∗i2)和u(әt∗h2)ꎬ采用B类方法评定由公式Wst=R∗tR∗tp可知ꎬ标准铂电阻在水三相点处的电阻值R∗tp直接引用自检定证书给出的数据ꎬ而R∗i是标准铂电阻在恒温槽中通过数字多用表测量得到的电阻值ꎬ测量误差之间无关联ꎮ则dWst采用方差合成的办法得到:(dWst)2=(dR∗tR∗tp)2+(R∗t dR∗tpR∗tp2)2=[1R∗tp(R∗tp的年变化量)]2+[WstR∗tp әttp (dWstdt)t=tp]2(4)式中:әttp为检定周期内Rtp的稳定性ꎬ规程规定әttp在一年内的稳定性应不超过10mKꎮ按以上公式得到的是Wst测量的最大允许误差ꎬ在该区间按均匀分布考虑取k=3ꎮ则0ħ时:u(әt∗i2)=0.0001312+(0.999968ˑ0.01ˑ0.00398854)2)0.003988543=19.82mK100ħ时ꎬu(әt∗i2)=0.0001672+(1.392727ˑ0.01ˑ0.00386816)2)0.003868163=26.19mK4.3㊀测量电流引起热电阻自热带来的标准不确定度u(әt∗i3)和u(әt∗h3)ꎬ采用B类方法评定按规程要求标准铂电阻在进行0ħ检定点检定时其引起的自热不应超过4mKꎬ按均匀分布考虑ꎬk为3ꎮ则u(әt∗i3)=2.31mKꎮ542020年10月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀罗利平:工业铂热电阻测量结果的不确定度评定㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第29卷第10期在进行100ħ检定时ꎬ由于在标准热电阻处在高温介质流动的恒温槽中ꎬ自热的影响较小可忽略不计ꎮ则u(әt∗h3)=0.00mKꎮ4.4㊀标准铂电阻温度计Ws0和Ws100引入的标准不确定度u(әt∗i4)和u(әt∗h4)ꎬ采用B类方法评定由于Ws0和Ws100是上一级计量机构对标准铂电阻检定后在检定证书中给出ꎬ它所引入的温度的不确定度以周期稳定性评估ꎬ其值分别是10mK和14mKꎬ按均匀分布考虑取k=3ꎮ则u(әt∗i4)=5.77mKꎬu(әt∗h4)=8.08mKꎮ4.5㊀u(әt∗i)和u(әt∗h)的计算由于上述4个不确定度之间相互独立ꎬ因此按公式(3)进行合成:得:u(әt∗i)=20.77mKꎬu(әt∗h1)=27.33mKꎮ5㊀合成不确定度将以上评定的各标准不确定度分量进行汇总ꎬ汇总结果见表3㊁表4ꎮ表3㊀0ħ时标准不确定度分量汇总标准不确定度u(xi)不确定度来源标准不确定度值/mK灵敏系数ci不确定度分量|ci|u(xi)u(әti)115.06u(әti1)测量重复性0.60u(әti2)电测设备误差14.76u(әti3)插孔间温差0.00u(әti4)自热影响2.95u(әt∗i)-120.77u(әt∗i1)标准铂电阻复现性1.94u(әt∗i2)电测设备误差19.72u(әt∗i3)自热影响2.31u(әt∗i4)周期稳定性5.77表4㊀100ħ时标准不确定度分量汇总标准不确定度u(xi)不确定度来源标准不确定度值/mK灵敏系数ci不确定度分量|ci|u(xi)u(әti)121.78u(әti1)测量重复性1.45u(әti2)电测设备误差19.91u(әti3)插孔间温差8.16u(әti4)自热影响3.04u(әt∗i)-127.33u(әt∗i1)标准铂电阻复现性1.32u(әt∗i2)电测设备误差26.19u(әt∗i3)自热影响0.00u(әt∗i4)周期稳定性8.08由于各不确定度分量之间相互独立ꎮ因此ꎬ不确定度按公式(3)合成为:检定0ħ时:uc(әt0)=25.65mKꎻ检定100ħ时:uc(әt100)=34.95mKꎮ6㊀扩展不确定度取包含因子k=2ꎬ检定0ħ时:k=2ꎬ则U=kˑ25.66=51mKꎻ检定100ħ时k=2ꎬ则U=kˑ34.96=70mKꎮ7㊀测量不确定度评估的说明从上述的不确定度评估中可以看出ꎬ所选的检定设备在检定B级以下铂热电阻时可以满足检定结果的扩展不确定度(k=2)不大于被检热电阻允许误差绝对值的1/4ꎮ8㊀结㊀语此次主要对工业铂热电阻的不确定度进行了评定ꎬ从上述的评定结果可看出:评定的温度点为0ħ和100ħꎬ这两个温度点基本覆盖了规程对被检铂热电阻的测量范围ꎮ在0ħ时允差为ʃ0.30ħꎬ评定的扩展不确定度为0.05ħꎬ在100ħ时允差为ʃ0.80ħꎬ评定的扩展不确定度为0.07ħꎬ由上述数据可得其扩展不确定度都不大于被检热电阻允许误差绝对值的1/4ꎬ满足规程对于计量器具控制的选用要求ꎬ测量结果可信ꎮ在此次评定中发现不确定度数值较大的分量来自于电测设备ꎬ也就是说电测设备是此次不确定度评定的主要来源ꎬ因此在检定铂电阻的过程中要密切关注电测设备ꎬ首先应保证电测设备在工作时始终处在符合其环境条件要求的工作场所ꎬ一般应保证温度在(20ʃ2)ħꎬ相对湿度在(45~75)%RH范围内ꎬ周围无振动无电磁干扰ꎮ其次按照电测设备说明书的要求对其进行定期保养和维护ꎬ使用时认真填写运行使用记录ꎬ及时发现运行过程中的影响准确度的隐患ꎮ要定期对电测设备进行溯源校准和期间核查ꎬ频繁使用时更要加大期间核查的频次ꎮ为保证检定结果的可信度ꎬ除了对电测设备进行必要关注外ꎬ标准温度计属精密测量仪器ꎬ在放置和拿取的过程中应轻拿轻放ꎮ另外在放置标准铂电阻和被检铂电阻时还要保证它们在恒温槽中有足够的深度ꎬ使其热损失尽可能小ꎮ注意到以上几个因素并在日常检定工作中认真执行就能保证测量结果的准确可靠ꎮ[责任编辑:常丽芳]642020年10月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀罗利平:工业铂热电阻测量结果的不确定度评定㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第29卷第10期。

工业铂热电阻在测量审核中测量结果的不确定度评定

工业铂热电阻在测量审核中测量结果的不确定度评定

工业铂热电阻在测量审核中测量结果的不确定度评定工业铂热电阻在测量审核中测量结果的不确定度评定摘要:以北京长城计量测试技术研究所提供的工业铂热电阻作为测量审核对象,对其进行测量并对其结果进行不确定度的评定,最后将测量结果及不确定度与参考值比较。

工业铂热电阻在0℃和100℃测测量不确定度分别为0.06℃,0.07℃,审核结论得出| En |≤1。

1.测量部分1.1测量标准:二等标准铂电阻温度计被测对象:Pt100工业铂热电阻1.2测量过程:用比较法进行测量。

将二等标准铂电阻温度计和被检工业铂热电阻同时放入恒温槽中,待恒温槽温度稳定后,通过测量标准与被检的值,进而计算得到被检热电阻的实际阻值,然后计算转化为温度值。

2.数学模型检定点0℃,数学模型:Δt= = Δti—Δti*检定点100℃,数学模型:Δt= =Δth—Δth*其中:Δt —被检热电阻的示值误差。

3.0℃测量结果不确定分析3.1 输入量Δti的不确定度u1的评定3.1.1对A级铂电阻进行三组18次重复性试验,合并样本标准偏差为= =10.03×10-4Ω实际测量以6次测量结果的平均值为测量结果,所以u(Ri1)= =4.10×10-4Ω.。

u(Δti1)= =0.0010℃3.1.2插孔间温度引入的标准不确定度分量u(Δti2)冰点槽插孔之间温差很小,可忽略不计故u(Δti2)=0.0000℃3.1.3由电测设备引入的标准不确定度分量u(Δti3)四点转换开关杂散热电势引入的不确定度相对很小,忽略不计。

热电阻测量仪的不确定度区间半宽为,100×0.01%+0.001=0.0110Ω,按均匀分布考虑u(Ri3)= =6.35×10-3Ω.。

u(Δti3)= =0.0162℃3.1.4自热引入的标准不确定度分量u(Δti4)电测设备供感温元件的测量电流为1mA,可作均匀分布,则u (Ri4)=1.15×10-3Ω.。

工业铂热电阻0℃电阻值测结果的不确定度评定教学文案

工业铂热电阻0℃电阻值测结果的不确定度评定教学文案

工业铂热电阻0℃电阻值测结果的不确定度评定工业铂热电阻0℃电阻值测量结果的不确定度评定一、数学模型R(0℃)=R i-(dR/dT)t=0t it i=(R i*-R*(0℃))/(dR/dT)*t=0R i――被检热电阻在温度t i时的电阻值;(dR/dT)t=0――被检热电阻在0℃时电阻随温度的变化率;R i*、R*(0℃)――标准铂电阻在温度t i和0℃时的电阻值;(dR/dT)*t=0――标准热电阻在0℃时电阻随温度的变化率。

二、不确定度来源及分析1.测量重复性引入的不确定度u1的评定对被检铂热电阻进行了六次重复测量, 其数据为(单位: Ω)100.0199 100.0206 100.0205 100.0205 100.0199 100.0193根据贝塞尔公式得: u1=2.07×10-4Ω2.二等标准铂电阻温度计不确定度引入的不确定度u2的评定根据检定规程, Rtp*的检定周期不稳定性为5mK, 转换成电阻为4.99×10-4Ω, 呈正态分布, 故其引入的不确定度为u2=4.99×10-4Ω/2=2.50×10-4Ω3.数字多用表引入的不确定度u3的评定因为数字多用表的不确定区间为±0.005%, 则其半宽为100Ω×0.005%=0.005Ω, 呈均匀分布, 故其引入的不确定度为u3=0.005Ω/√3 =2.89×10-3Ω4.冰点槽引入的不确定度u4的评定冰点槽为我们自制,其同一水平面上的最大温差不大于0.01℃,换算成电阻值为0.01℃×0.391Ω/℃=3.91×10-3Ω,呈均匀分布,故其引入的不确定度u4为 u4=3.91×10-3Ω/√3 =2.26×10-3Ω三、灵敏系数因为以上各量互为独立, 故其灵敏系数为c1=1 c2=1 c3=1 c4=1四、不确定度分量一览表五、合成标准不确定度u c=√u12+u22+u32+u42 =3.68×10-3Ω六、扩展不确定度U=ku c=7.32×10-3Ω k=2。

配热电阻工业过程测量记录仪不确定度评定

配热电阻工业过程测量记录仪不确定度评定
计量检定或校准结果的不确定度评定
1、概述
1.1、测量依据:
工业过程测量记录仪的测量方法依据JJG 74-2005 《工业过程测量记录仪检定规程》
1.2、测量环境:温度(20±5)℃;相对湿度45%~75%RH
1.3、测量标准:用直流电阻箱作为测量标准,选用ZX54直流电阻箱。它的主要技术指标如表1所示:
本次评定的对象为
自动平衡记录仪:0.5级、Ptl00、(-100~+600)℃,最大允许误差±3.5℃。
1.5、测量过程
a)按JJG 74-2005的检定方法,在测量范围内选择5个测量点,包括上限值和下限值在内基本均等。
自动平衡记录仪的测量点(℃)为-100℃,0℃,200℃,400℃,600。
b)从下限值开始进行上、下行程三个循环的测量,以三个测量循环中同一行程的平均值计算示值误差,作为测量结果。
3.1.1、仪表读数机构对刻度导致的标准不确定度u(td1)
由仪表读数机构导致的标准不确定度u(td1))可以采用B类评定方法进行评定。由仪表读数机构导致的读数误差区间半宽a一般为仪表允许误差的1/20~1/40。
自动平衡电桥:通常取a=0.05a%·FS=0.0634Ω,按均匀分布考虑,包含因子
因此u(td1)= =0.0366Ω。
1.6、不确定评定举例
0.5级自动平衡电桥(-100~+600)℃,在100℃处进行正常检定,测得数据如下表2:
次数
检定点(Ω)
1
138.47
2
138.54
3
138.43
平均值
138.48
经数据修约后,该仪表在100℃点上的测量结果:y=138.48Ω
1.6、评定结果的使用

热电阻用温度变送器输出值误差的测量结果不确定度评定

热电阻用温度变送器输出值误差的测量结果不确定度评定

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热 电 阻用 温 度 变送 器输 出 值误 差 的 测 量结 果 不确 定 度 评定
郑淞

慈 溪市 质 量 技 术 监 督 检验检 测 服 务 中 心

浙江 慈 溪
3 1 53 00




详 细 阐述

热 电 阻 用 温 度 变 送器 输 出 值 误 差 的 测 量 结 果 不 确 定 度 的 测 量 方 法

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传输中
性能

温 度 变送 器 有 信 号 衰 减 小

ZX 4 不 受 外 界 干 扰 等 表 7 直 流 电 阻 箱 主 要 技 术 指 标
种 将 温 度 变 量 转 换 为 可 传 送 的 测 量 输 出 最 大 允 许 示 值 _ 误差 A / t 信 号 范 围 标 准化输 出 信号 的 仪 表 由 传 感 器 和 信 号 转 换 器 组 成

幻 <
600 ± 0
8 00


08
电 阻 箱 的 准确 度 等 级 为

01

热电阻温度计标准装置检定结果的测量不确定度评定

热电阻温度计标准装置检定结果的测量不确定度评定

热电阻温度计标准装置检定结果的测量不确定度评定作者:白金麟赵鑫姚恩泽来源:《硅谷》2014年第07期摘要介绍了热电阻温度计标准装置检定结果的测量不确定度评定。

关键词工业热电阻;不确定度;评定中图分类号:TM93 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)07-0085-03用于检定工业热电阻的自动测量系统,根据国家计量检定规程(JJG 229-2010)对不确定度分析时可以在0℃点、100℃点,现以B级工业铂热电阻的测量为例。

1 冰点(0℃)1.1 数学模型,方差与传播系数根据规程,被检的R(0℃)值计算公式为(1)式中:R(0℃)—被检热电阻在0℃的电阻值,Ω;Ri—被检热电阻在0℃附近的测得值,Ω;R*(0℃)—标准器在0℃的电阻值,通常从实测的水三相点值计得,Ω;Ri*—标准器在0℃附近测得值,Ω。

上式两边除以被检热电阻在0℃的变化率并做全微分变为将微小变量用不确定度来代替,合成后可得方差(2)此时灵敏系数c1=1,c2=1,c3=-1。

1.2 标准不确定度分量的分析计算1.2.1 项分量该项分量是被检热电阻在0℃点温度ti上测量值的不确定度。

包括有:1)制冷恒温槽温场均匀性,不应大于0.01℃,则半区间为0.005℃。

均匀分布,故2)由电测仪表测量被检热电阻所带入的分量。

本系统配用电测仪表多为6位半数字表(如K2000,HP34401等),在对100 Ω左右测量时仍用100 Ω档,此时数字表准确度为100×10-6×读数+40×10-6×量程对工业铂热电阻Pt100来说,电测仪表带入的误差限(半宽)为δ被=±(100×100×10-6+100×40×10-6)=±0.014 Ω化为温度:电阻随温度变化率0.391。

该误差分布服从均匀分布,即3)对被检做多次检定时的重复性。

本规范规定在校准自动测量系统时以一稳定的B级被检铂电阻作试样检3次,用极差法考核其重复性,经实验最大差为4 mΩ以内。

热电阻测量不确定度报告-实验室认证

热电阻测量不确定度报告-实验室认证

热电阻测量不确定度报告
说明:应用热电偶、热电阻全自动检定系统作为标准进行热电阻检定的不确定度评定。

1、 A 类不确定度
1.1误差来源:
(1).标准铂电阻温度计短期稳定性引入的误差。

(2).检定时恒温槽温度波动引入的误差。

(3).电源电压对电测设备及恒温槽影响引入的误差。

(4).环境温度波动引入的误差。

(5).装置各种因素及重复性引入的误差。

(6).大气压力波动对水沸点槽影响引入的误差。

规定值Sn (若检定规程未规定,可按标准装置等级的1/5规定),规定值Sn=12 mK 。

2、 B 类不确定度分析表:
3、 合成不确定度u 22
1)(∑+=J j U Sn u θ
=22222222276.08.58.58.558.04.13.83.712++++++++ =19.2 mK
总不确定度U(取置信因数K=2.58) U=Ku = 2.58×19.2= 49.6 mK
故该计量标准装置用于检定工业铂、铜热电阻的总不确定度为49.6 mK 。

热电阻测量不确定度的评定

热电阻测量不确定度的评定

‘ ( 搬/ d r ) :
式中: R t …一一 t 温度 时被检实 际电阻值
d t ( d R / d t )  ̄
3 . 2 . 1 标准不确定度 u ( △ R 1 ) 的评定 u( △R 1 ) 来源于二等标准铂 电阻温度计不确定度引入 。
由不确定度分析报 告可 知, 其不确定度为 1 2 m K , 合 电阻 1 . 1 6 m Q,属 于 正态 分 布 。 所以 u( AR 1 )= 1 . 1 6 / 3 = 0 . 3 9 I n Q D( A n 1 ) = 5 0
R x ……一 t 温度附近 x ' C 时被检测得 的电阻值;
( ) ,
d t …一 t 温度时被检温度计 电阻随温度的变化率

I t t
. . . … 一
t 温度时标准温度计 的电阻值
3 . 2 . 2 标准 不确 定度 U ( △R 2 )的评 定 标准 不确 定度 u( A R 2 )来源 于数表测量误差 ,采用 B类方法进行评定 。当检测点为 1 0 0 ℃时 ,测量示值接近 4 O Q , 根 据 数 表 检 定 结 果 可 知 , 最 大 示 值 误 差 为 =±
中国科技 期刊 数据 库 工业
热电阻测量不确定度的评定 谭果荣
山西 省朔 州 I 市 质量技 术 监督检 验测 所 山西 朔州 0 3 6 0 0 0
摘 要:热 电阻温度计是 由特定金属 材料 制成的,它是根据金属材料 随着 温度 的变化 而引起 的电阻值 变化 制成 的。在现 代生产 中 , 温 度传 感 器 是 工 业 生 产 自动化 的 重要 元 器件 之 一 。做 好 对 热 电 阻温 度 计 的计 量 性 能检 测 是 确 保 企业 生 产对 温 度严 格 要 求 与控制的前提工作。现将 热电阻温度计检 测过程 中遇 到的测量 结果不确 定度 评定过程 与方法总结如 下,希望同行们提 出宝责 的批评意见与建议。

热电阻检定计算公式

热电阻检定计算公式

热电阻检定计算公式热电阻是一种用于测量温度的传感器,它的电阻值随温度的变化而变化。

在工业生产中,热电阻的准确性对于控制生产过程和保证产品质量至关重要。

因此,对热电阻进行定期的检定和校准是非常必要的。

本文将介绍热电阻检定的计算公式,帮助读者更好地了解热电阻的检定过程。

热电阻检定的计算公式主要涉及到热电阻的电阻值、温度和温度系数的关系。

一般来说,热电阻的电阻值随温度的升高而增加,其变化规律可以用以下公式来表示:Rt = R0 (1 + α (T T0))。

其中,Rt为热电阻在温度T下的电阻值,R0为热电阻在参考温度T0下的电阻值,α为热电阻的温度系数。

这个公式描述了热电阻在不同温度下的电阻值随温度变化的规律。

在进行热电阻的检定时,一般会使用标准温度计来测量热电阻所处的温度,并通过测量热电阻的电阻值来验证其准确性。

为了计算热电阻的实际温度,可以使用以下公式:T = (Rt / R0 1) / α + T0。

在这个公式中,T为热电阻的实际温度,Rt为热电阻的电阻值,R0为热电阻在参考温度下的电阻值,α为热电阻的温度系数,T0为参考温度。

通过这个公式,可以根据热电阻的电阻值计算出其所处的实际温度。

除了上述的基本计算公式外,热电阻的检定还涉及到一些其他的计算,比如热电阻的不确定度计算。

在进行热电阻的检定时,需要考虑到各种因素对检定结果的影响,比如测量设备的精度、环境温度的影响等。

为了评估测量结果的可靠性,需要对检定结果进行不确定度分析。

一般来说,热电阻的不确定度可以通过以下公式来计算:U = k (ΔRt / Rt)。

其中,U为热电阻的不确定度,k为覆盖因子,ΔRt为热电阻的测量误差,Rt 为热电阻的电阻值。

通过这个公式,可以评估热电阻检定结果的可靠性,为生产过程的控制和产品质量的保证提供依据。

总之,热电阻的检定是非常重要的,它关系到生产过程的控制和产品质量的保证。

通过合理的计算公式,可以更准确地评估热电阻的性能和准确性,为生产过程的稳定性和产品质量的提升提供有力支持。

工业热电阻测量结果不确定度评定

工业热电阻测量结果不确定度评定

工业热电阻测量结果不确定度评定摘要:热电阻作为准确度较高的温度测量一次仪表在工业生产线上大量使用,依据JJG 229-2010《工业铜、铂热电阻校准规程》规范要求和JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》以及GJB 3756A-2015《测量不确定度的表示与评定》等标准,对工业热电阻测量结果不确定度进行评定,为后期研究奠定基础。

关键词:工业热电阻,测量结果,不确定度Uncertainty assessment of industrial RTD measurementsPeng zhui Xu fan引言热电阻是常用的一种温度传感器,其测温原理是基于金属导体的电阻值随温度的变化而变化这一特性进行温度测量的,其主要特点是测量精度高,性能稳定,被广泛应用于工业测温。

本文主要研究的是工业热电阻校准时测量结果不确定度的相关问题。

1概述1.1 测量依据:JJG 229-2010《工业铜、铂热电阻检定规程》。

1.2 环境条件:温度(15~25)℃,相对湿度≤80%,无电磁干扰。

1.3 测量设备:二等标准铂电阻温度计、位数字多用表、数据采集系统、恒温槽。

1.4 被测对象:工业铂电阻(Pt100,B级)。

1.5 测量过程:采用比较法进行测量,将二等标准铂电阻温度计和被校工业热电阻同时插入恒温槽中。

恒温槽设定到预定的校准点,系统开始升温、控温,当测量端达到热平衡时,系统自动采集、计算数据。

2 数学模型==(1)式中:▔温度时被校的实际电阻值;▔温度附近℃时被校测得的电阻值;▔温度时被校温度计电阻随温度的变化率;▔校准槽温度偏离校准值;▔t温度时标准温度计的电阻值;▔℃时标准温度计测得的电阻值;▔温度时标准温度计电阻值随温度的变化率。

3 方差公式和灵敏度系数将式(1)对各输入量求偏导得:合成方差为(2)4 标准不确定度分量分析计算4.1 输入量R x的标准不确定度评定4.1.1 电测设备引入的不确定度分量电测设备使用位数字多用表,选择100Ω挡,以年指标记,数字多用表技术说明书中,其最大允许误差为a=±(52×10-6×读数+9×10-6×量程),按均匀分布处理,以半区间a计入,则:在校准0℃时:u1.1(0℃)=9.01mK在校准100℃时:u1.1(100℃)=12.34mK4.1.2 恒温槽插孔之间温差引入的不确定度分量规程规定恒温槽插孔之间的最大温差不大于0.01℃,校准过程中温度波动不超过±0.02℃/10min,允许有不大于0.01℃的迟滞,按均匀分布可得:u=8.16mK1.24.1.3 控温波动引入的不确定度分量规程规定温度变化每10min不超过0.04℃,实际校准中整个读数过程约需2min,以半区间0.02℃计入,按均匀分布处理,则:u1.3=16.33mK4.1.4 重复性引入的不确定度分量采用A类评定方法,用同一支被测电阻,在重复条件下测量8次,根据公式:S=单计算得:在校准0℃时:u1.4(0℃)=4.53mK在校准100℃时:u1.4(100℃)=14.26mK4.1.5 转换开关寄生热电势引入的不确定度分量按规程规定转换开关寄生热电势不大于1.0µV,通过热电阻的电流应不大于1mA,经验一般约有2mΩ的影响,按均匀分布处理,则:u1.5=1.16mΩ换算成温度:在校准0℃时:u1.5(0℃)=2.94mK在校准100℃时:u1.5(100℃)=3.03mK4.1.6 输入量R x的标准不确定度u(t被)根据公式u(R X)=计算得:在校准0℃时:u(R X)=21.1mK在校准100℃时:u(R X)=26.4mK4.2 输入量ΔR*的标准不确定度评定4.2.1 二等标准铂电阻温度计R tp稳定性引入的不确定度分量二等标准铂电阻温度计R tp在校准周期内变化不超过±10mK,按均匀分布计入,则:u2.1=5.77mK4.2.2 电测设备引入的不确定度分量电测设备使用位数字多用表,选择100Ω挡,以年指标记,数字多用表技术说明书中,其最大允许误差为a=±(52×10-6×读数+9×10-6×量程),按均匀分布处理,以半区间计入,则:在校准0℃时:u2.2(0℃)=3.3mK在校准100℃时:u2.2(100℃)=4.2mK4.2.3 标准铂电阻温度计和引入的不确定度分量根据标准铂电阻温度计校准规程对二等标准铂电阻温度计的稳定性要求,和在周期内变化分别不超过±10mK和±14mK,按均匀分布计入,则:在校准0℃时:u2.3=5.77mK在校准100℃时:u2.3=8.08mK4.2.4 标准铂电阻温度计自热引入的不确定度分量根据规程规定,二等标准铂电阻温度计自热允许值不大于4mK,按均匀分布,则:u2.4=2.31mK4.2.5 输入量ΔR*的标准不确定度u(ΔR*):根据公式u(ΔR*)=计算得:在校准0℃时:u(ΔR*)=9.1mK在校准100℃时:u(ΔR*)=11.0mK4.3 标准不确定度分量汇总标准不确定度分量汇总一览表标准铂电阻温度计的和5 合成标准不确定度计算由于各输入量独立不相关,根据方差合成公式:可计算出u c:在校准0℃时:u c=22.98mK在校准100℃时:u c=28.62mK6 扩展不确定度计算取包含因子k=2,则:在校准0℃时:U=k×u c=45.96mK在校准100℃时:U=k×u c=57.24mK结语本文参照JJG 229-2010《工业铜、铂热电阻校准规程》规范要求和JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》以及GJB 3756A-2015《测量不确定度的表示与评定》等规范,对工业热电阻测量结果不确定度进行了评定,分析引入的不确定度的不同来源,确定最终能够造成测量不确定度的主要影响因素,并计算得到合成不确定度和扩展不确定度,为后续的研究奠定了一定的理论基础。

热电阻检定方法

热电阻检定方法

热电阻检定方法热电阻是一种能够将温度变化转化为电阻变化的传感器。

它广泛应用于工业控制、环境监测、医疗设备等领域。

为了确保热电阻的测量精度和可靠性,需要进行热电阻的检定。

热电阻检定是通过对热电阻的电阻-温度特性进行测量和比较,来验证热电阻的准确性和稳定性的过程。

它可以帮助我们了解热电阻的实际工作状态,并及时发现和解决可能存在的问题。

热电阻检定的方法有多种,下面将介绍其中两种常用的方法。

1. 差动电位法:差动电位法是一种精确测量热电阻电阻-温度特性的方法。

它利用了热电阻的电阻随温度变化的特性,通过测量热电阻的电压输出来计算出其温度。

具体操作步骤如下:(1)将待检热电阻与标准热电阻串联连接,并将其加热至一定温度。

(2)使用电压表测量待检热电阻和标准热电阻的电压输出。

(3)根据热电阻的电压输出和标准热电阻的已知温度-电阻特性曲线,计算出待检热电阻的温度。

(4)重复上述步骤,以不同温度下的测量结果来确定热电阻的温度-电阻特性曲线。

2. 恒流法:恒流法是另一种常用的热电阻检定方法。

它通过在待检热电阻上加入恒定电流,测量其电压降来计算出其电阻。

具体操作步骤如下:(1)将待检热电阻与标准热电阻并联连接,并在并联电路上加入恒定电流源。

(2)使用电压表测量待检热电阻和标准热电阻的电压降。

(3)根据热电阻的电压降和标准热电阻的已知电流-电阻特性曲线,计算出待检热电阻的电阻。

(4)重复上述步骤,以不同电流下的测量结果来确定热电阻的电流-电阻特性曲线。

热电阻检定的关键是选取合适的标准热电阻,并保证检定设备的精确度和稳定性。

同时,检定过程中还需要注意以下几点:1. 温度控制:在进行热电阻检定时,需要确保待检热电阻和标准热电阻的温度保持稳定,并且与检定设备的温度保持一致。

2. 零位校准:在进行电压测量时,需要进行零位校准,以消除测量误差。

3. 数据处理:对于测量得到的电压或电流数据,需要进行合理的处理和分析,以得到准确的热电阻温度或电阻值。

工业铂热电阻测量结果的不确定度评定

工业铂热电阻测量结果的不确定度评定

凿宰泽贼 辕 凿贼 园援 园园猿 怨愿苑 愿猿员益 原 员 园援 园园猿 愿远苑 猿怨怨益 原 员
员援 圆援 圆摇 电测设备
运耘陨栽匀蕴耘再圆园员园 数 字 多 用 表袁 测 量 范 围 渊 园 耀
员 园园园冤 赘遥
表 圆摇 数字多用表年变化量
量程 员园园援 园园园 园园 赘 员援 园园园 园园园 园 噪赘
. 员A援 圆l摇l测R量ig标h准ts Reserved.
员援 圆援 员摇 二等标准铂电阻温度计
二等标准 铂 电 阻 温 度 计 证 书 给 出 的 参 数 见 表
员遥
表 员摇 标准铂电阻证书给出的参数
贼 园益 员园园益

泽 贼
园援 怨怨怨 怨远园 员
员援 猿怨圆 远怨怨 圆
砸贼责 越 圆缘援 苑 源愿园 赘
员摇 概摇 述
员援 员摇 被测对象
选用一支 月 级铂热电阻 孕贼员园园 作为此次评定的
对象袁按照 允允郧 圆圆怨 原 圆园员园叶 工业铂尧铜热电阻曳 检定
规程规 定 的 检 定 温 度 点 为 园益 和 员园园益 袁 对 月 级
孕贼员园园 铂热电阻进行误差的测量袁其允许偏差院园益 院
依 园援 员缘益 曰员园园益 院 依 园援 猿缘益 遥

吟贼鄢 蚤
渊员冤
员园园益 时袁测量误差的数学模型院
吟贼园

砸澡 原 砸园 渊 凿砸 辕 凿贼冤 贼 越 员园园


泽 蚤

宰泽 员园园
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越 吟贼澡

吟贼鄢 澡
渊圆冤
从以上数学模型中得到袁园益 时的需要输入的量
有院砸
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u(y) = 0.66×10-5Ω/℃
当t=100℃时,
由实验得出其不确定度为2.0×10-5Ω/℃,服从正态分布,k=3,
u(y) = 0.67×10-5Ω/℃
4.3ΔR*(t)的标准不确定度u(Δ )的评定
标准不确定度u(Δ ),记作u(z),由3个 不确定度分项构成。
4.3.1 二等标准铂电阻温度计不确定度引入的标准不确定度分项u(z1)
在0℃时,根据检定规程规定,RtP的检定周期不稳定性为5mK,合电阻1.16+×10-4Ω,属正态分布:u(z1)=4.99×10-4/3 = 1.66×10-4Ω
同理,100℃时,根据检定规程规定它的检定周期不稳定性为12mK,合电阻4.99×10-4Ω,属正态分布:u(z1)=1.16×10-3/3 = 3.87×10-4Ω
t=100℃时, c2=2℃, c3= 3.79, c4= -7.6℃
在t=0℃时,
= 0.012Ω
在t=100℃时,
= 0.016Ω
6扩展不确定度的评定
0℃时,取置信概率p=95%,有效自由度取veff=45,查表得kp=t95(45)=2.01,
扩展不确定度
U95= t95(45)·uc= 2.01×0.012Ω= 0.024Ω
0℃时,不确定度区间的半宽度为100Ω×0.02%=0.004Ω,在区间内可认为均匀分布,k= ,
u(x3) = 0.012Ω
100℃时,不确定度区间的半宽度为138.5Ω×0.02%=0.0277Ω,在区间内可认为均匀分布,k= ,
u(x3) = 0.016Ω
4.1.4二等标准铂电阻温度计不确定度引入的标准不确定度分项u(x4)
令ΔR*=( ),则 Rt=Rx+(dR/dt)t· (ΔR* )(1)
式(1)为评定的数学模型。
4 输入量的标准不确定度评定。
4.1输入Rx的标准不确定度u(Rx)的评定:标准不确定度u(Rx),记作u(x),由四个不确定度分项构成。
4.1.1测量的重复性u(x1)(A类标准不确定度):u(x1)是由于检定系统的漂移、热电势的变化、环境温度的波动、被检热电阻短期不稳定等因素引入的误差。简称测量的重复性。本检定系统中用同一支标准、三支被检做等精度多次检定。数据如下表所示。在0℃时
4.3.2电测设备引入的标准不确定度分项u(z2)
由于是测量Δ ,即它们公用部分的不确定度可以抵消,因此产生影响的只是差值部分。
在0℃时,如果用自来水冻制的冰,它偏离0℃的最大偏差为0.03℃,相当于0.03Ω,则变动盘最大可认为是0.01Ω。
不确定度区间的半宽度为0.01Ω×0.02%= 2.0×10-6Ω,在区间内可认为均匀分布,k= ,
u(z3)是由于水三相点中微量残余气体 Nhomakorabea水中杂质﹑水分子中氢与氧及同位素成分的影响﹑静压力修正不准等原因引起的。
我们的水三相点是由中国计量科学研究院生产,并提供它的不确定度为0.3mK,服从均匀分布,k= ,不确定度分量为0.3/ = 0.17mK,合电阻值1.69×10-5Ω:
u(z3)= 1.69×10-5Ω
u(d) = 2.99×10-5Ω/℃
在t=100℃时,由实验得出其不确定度为8.7×10-5Ω/℃,服从正态分布,k=3,
u(d) = 2.9×10-5Ω/℃
5合成标准不确定度的评定
灵敏系数:由Rt= Rx+(dR/dt)t
c1= 1
t=0℃时,c2=0.02℃,c3= 3.91 ,c4= -0.08℃
4.1.5水三相点并复现0.01℃引入的标准不确定度分项u(x5)
u(x5)是由于水三相点中微量残余气体﹑水中杂质﹑水分子中氢与氧及同位素成分的影响﹑静压力修正不准等原因引起的。
我们的水三相点是由中国计量科学研究院生产,中国计量科学研究院提供它的不确定度为0.3mK,服从均匀分布,k= ,不确定度分量为0.3/ = 0.17mK,合电阻值1.69×10-5Ω:
合并样本标准差sp为
sp = = 6.14×10-4Ω
实际测量以4次测量值平均值为测量结果,所以
u( ) = = 3.07×10-4Ω
在100℃时
合并样本标准差sp:sp = =4.34×10-3Ω
实际测量以4次测量值平均值为测量结果,所以:u( ) = = 2.17×10-3Ω
4.1.2水沸点槽或油恒温槽插孔之间的温差引入的标准不确定度分项u (x2)
换算成温度U95=0.066℃
100℃时,取置信概率p=95%,有效自由度取veff=50,查表得kp=t95(450)=2.01,
扩展不确定度
U95= t95(50)·uc= 2.01×0.016Ω= 0.033Ω
换算成温度U95=0.088℃
4.3.4标准不确定度u(z),即u(Δ )的计算
u(z) =
在0℃时,u(z) = 1.67×10-4Ω
在100℃时,u(z) = 4.04×10-4Ω
4.4 t*的标准不确定度u[ t*]的评定
标准不确定度u[ t*],即u(d)。
t*的取值是由统计规律得出的平均值,与实际值有差异。
在t=0℃时,由实验得出其不确定度为8.98×10-5Ω/℃,服从正态分布,k=3,
检定结果的测量不确定度评定
1概述:测量依据:JJG229-2010《工业铂、铜热电阻检定规程》
2环境条件:温度:20±5℃湿度:30~70%RH
3数学模型
Rt = Rx + tΔtΔt =
式中: — t温度时标准温度计的电阻值; — x℃时标准温度计测得的电阻值;
— t温度时标准温度计电阻随温度的变化率。
u(z2) = 1.15×10-6Ω(可忽略不计)
在100℃时,由于规程规定检定时偏离100℃点的最大偏差2℃,相当于0.2Ω,则
变动盘最大可认为是1Ω。
不确定度区间的半宽度为0.01Ω×0.02%= 2.0×10-6Ω,在区间内可认为均匀分布,k= ,
u(z2) = 1.15×10-4Ω
4.3.3三相点并复现0.01℃引入的标准不确定度分项u(z3)
u(x5)= 1.69×10-5Ω
4.1.6标准不确定度u(x),即u(Rx)的计算
在0℃时,u(x)= 0.012Ω
在100℃时,u(x)== 0.016Ω
4.2 t的标准不确定度u[ t]的评定
标准不确定度u[ t],记作u(y)。
当t=0℃时,
由实验得出其不确定度为1.99×10-5Ω/℃,服从正态分布,k=3,
水沸点槽各插孔之间的温差最大0.01℃,油恒温槽有几个指标,由于被检与标准插入同一水平,所以只需考虑水平温差。水平温差为0.01℃。
不确定度区间的半宽度为a=Δt﹒ = 0.01℃×0.379Ω/℃= 3.79×10-3Ω,在区间内可认为均匀分布,k= ,故:u ( ) = 2.19×10-3 Ω
4.1.3 电测设备引入的标准不确定度分项u(x3)
0℃时,根据检定规程规定,RtP的检定周期不稳定性为5mK,合电阻4.99×10-4Ω,属正态分布,
u(x4)=4.99×10-4/3 = 1.66×10-4Ω
同理,100℃时,根据检定规程规定它的检定周期不稳定性为12mK,合电阻1.16×10-4Ω,属正态分布:u(x4)=1.16×10-3/3 = 3.87×10-4Ω
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