热电偶标准装置技术报告.doc

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1、计 量 标 准 技 术 报 告计量标准名称 二等铂铑10-铂热电偶标准装置 计 量 标 准 负 责 人 王 海 军 建标单位名称（公章） 宁夏庆华煤化集团有限公司 填 写 日 期 2011年 10月1日 目 录一、 计量标准的工作原理及其组成-（1）二、 选用的 计量标准器及主要配套设备-（2） 三、 计量标准的主要技术指标-（3）四、 环境条件-（3）五、 计量标准的量值溯源和传递框图-（4） 六、 计量标准的测量重复性考核-（5）七、 计量标准的稳定性考核-（6）八、 测量不确定度评定-（7）九、 计量标准的测量不确定度验证-（8）十、 结论-（9）十一、 附加说明-（10）一、计量标准的

2、工作原理及组成二等铂铑10-铂热电偶标准装置由二等铂铑10-铂热电偶、数字多用表、热电偶检定炉、冰点器、微机检定装置组成。 标准装置工作原理简图 采用比较法，将被检热电偶与标准热电偶捆扎成一束放入检定炉中，热电偶的测量端应处于管式炉的最高温区中心，标准偶应与管式炉轴线位置一致。然后由低温向高温逐点升温检定。待炉温升到检定点温度且稳定后，由标准热电偶开始依次测的各被检偶的热电动势，根据二者之间的示值误差来判定被检热电偶合格与否。1 管式炉 2 低电势扫描开关3 数字多用表4 被检热电偶5 标准热电偶二、选用的计量标准器及主要配套设备计量标准器名 称型 号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差

3、制造厂及出厂编号检 定证书号二等铂铑10-铂热电偶WRPB-2 （3001300）二等昆明大方RG2011002143主要配套设备数字多用表 2000 （3001300）MPE：(0.005%RD+0.0035%F.S) 美国吉时利DX2011微机检定控温系统KC8051-C (3001200)0.05上海康创电偶检定炉 HRJ-600(3001200)泰安哈特 三、计量标准的主要技术指标 该项标准装置的主要技术指标1. 二等铂铑10-铂热电偶：S型，准确度等级：二等2. 数字多用表：MPE：(0.005%RD+0.0035%F.S)3.热电偶检定炉：长度：600mm，加热管：40mm，均匀温

4、场长度：30mm， 半径：14mm的区域内任意两点范围的温度差为1.0。四、环境条件项 目要 求实际情况结 论温 度 (205)22符合要求湿 度80%RH55%RH符合要求五、计量标准的量值溯源和传递框图一等铂铑10-铂热电偶一 等宁夏计量测试院上级计量器具 比 较 法二等铂铑10-铂热电偶（3001300）二 等本单位计量器具比 较 法下一级计量器具工作用廉金属热电偶（3001300）工作用级六、计量标准的测量重复性考核在标准装置正常工作条件下，使用一支二等铂铑10-铂热电偶，测量范围（3001300），对被检 一支工作用廉金属热电偶测量范围（3001300）， k型热电偶，在600点上等

5、精度重复测量10次，得到以下一组数据： （mV） 次 数测量值（mV） 1 24.884-0.0062 0.224.878-0.0002 0.324.871-0.0068 0.424.870-0.0078 0.524.887-0.00920.624.880-0.0022 0.724.875-0.0028 0.824.881-0.0032 0.924.875-0.0028 0.1024.877-0.0008 0.24.8778S = = 0.00539mV=5.39VS = 5.39V，小于标准装置合成标准不确定度（21.41V）,该标准装置的测量重复性考核符合JJF1033-2001计量标准考

6、核规范的要求。七、计量标准的稳定性考核在标准装置正常工作条件下，使用一支二等铂铑10-铂热电偶，测量范围（3001300），对一支被检工作用廉金属热电偶，测量范围（3001300），在400点上等精度重复测量10次，每月测量一次，连续测量4月，得到以下一组数据： （mV） 次数/日期9月10月11月12月1 24.95425.00424.96224.990224.95025.00524.95424.971324.97024.96224.96624.974424.95224.95024.96024.974524.95024.94024.98024.992624.95024.96424.98824

7、.994724.95424.96224.96624.992824.95425.00425.01524.971924.96024.96424.95824.9971024.97025.00524.95824.906平均值24.95724.977324.981824.9665最大差值 0.0328该标准装置测量稳定性最大差值为32.8V，小于标准装置扩展不确定度42.82V,该标准装置的测量稳定性考核符合JJF1033-2001计量标准考核规范的要求。八、测量不确定度评定1. 概述依据JJG351-1996工作用廉金属热电偶检定规程和JJF1059-1999测量不确定度评定与表示，按照双极法进行测量

8、，以二等铂铑10-铂热电偶作为标准器，测量对象为级(3001300) 工作用廉金属热电偶,在800测量点对被测仪表示值误差的不确定度进行评定。2. 数学模型= + - 式中： 被检热电偶在检定点温度（t）的误差； 被检热电偶在检定点温度附近（t）的热电动势；标准热电偶在检定点温度（t）的热电动势；标准热电偶在检定点温度附近（t）的热电动势；标准热电偶在检定点温度的微分电动势；被检热电偶在检定点温度的微分电动势 被检热电偶在检定点温度（t）时分度表查得的热电动势值。3. 不确定度来源及分析3.1由引入的不确定度来源主要有四部分：被检热电偶的测量重复性、电测仪表的测量误差、检定炉温场不均匀和热电偶

9、参考端温度不均匀。3.1.1测量重复性引入的标准不确定度在相同条件下，对同一支被检热电偶在800点作等精度多次检定。数据如下表所示：次 数测量值（mV） 1 33.247 0.003 0.2 33.249 -0.001 0.3 33.251 -0.001 0.4 33.253 -0.003 0.5 33.250 006 33.248 -0.002 0.7 33.247 -0.003 0.8 33.250 0 09 33.252 0.002 0. 10 33.251 0.001 0.33.250S = = 0.0029mV = 0.0029 mV =2.9V3.1.2由电测仪表的测量误差引入的标

10、准不确定度电测仪表为数字多用表，以年变化率表示其示值误差：（0.005%示值+0.0035%量程），以K分度800为例，其最大误差为（0.005%33.275+0.0035%100.000）=0.0052mV=5.2V，服从均匀分布，包含因子k=，半宽度a=5.2V。=5.2/k=3V3.1.3检定炉温场不均匀引入的标准不确定度检定炉温场最大允许温差为1,折合电量约为40V，半宽为20V，服从均匀分布，包含因子k=，因此，=11.55V。3.1.4 热电偶参考端温度不均匀引入的标准不确定度热电偶参考端温度测量不准确,估计为0.2,折合电量引入的最大误差为8.0V，半宽为8V，服从均匀分布，包含

11、因子k=，=4.62V。3.1.5 由引入的标准不确定度的合成= = 13.12V3.2 由引入的不确定度：不确定度主要来源于二等标准偶分度值的不确定度和二等偶的年不稳定性3.2.1 二等标准偶分度值的不确定度二等偶在铜点、铝点、锌点的标准不确定度分别为2.6V、2.4 V、2.4 V，由此可推出800的标准不确定度为2.6V。 = 2.6V3.2.2 由二等偶的年不稳定性引入的标准不确定度二等铂铑10-铂热电偶的年变化为10uV，服从正态分布，k=3，半宽度为10V，因此 = = 3.33V3.2.3由引入的标准不确定度的合成= = 4.2V3.3 由引入的不确定度不确定度主要来源于二等标准

12、偶测量重复性、电测仪表的测量误差和参考端温度不均匀。 3.3.1二等标准偶测量重复性引入的标准不确定度在相同条件下，对同一支标准热电偶在800点作等精度多次检定。数据如下表所示：次 数测量值（mV） 17.338 0 027.3380.001 0.37.3390 047.339 -0.001 0.57.337 0.001 0.67.338 0 077.338 0 087.337 -0.001 0.97.3400.0020. 107.338 007.338S = = 0.0009 mV = 0.0009mV =0.9V3.3.2电测仪表的测量误差引入的标准不确定度数字多用表的最大误差为（0.00

13、5%7.345+0.0035%100.000）=0.0039mV=3.9V，服从均匀分布，包含因子k=，半宽度a=3.9 V。= 3.9/k = 3.9/= 2.3V3.3.3二等偶参考端温度不均匀引入的标准不确定度 二等偶参考端温度测量不准确估计为0.2,折合电量引入的最大误差为2.0V，半宽为2V，服从均匀分布，包含因子k=， = 2/= 1.15 V3.3.4由引入的标准不确定度的合成 = =2.72V3.4 由、引入的标准不确定度数值很小，可以忽略不计。3.5 由于为分度表查得数据，引入的标准不确定度数值很小，可以忽略不计。4、合成标准不确定度4.1灵敏系数 C1= /=1 C2=/=

14、 = 3.38 C2=/= - =-3.384.2合成标准不确定度的计算 = =21.41V 5 .扩展不确定度的表示扩展不确定度U =k=42.82V k= 2 (换算 温度为1.02)九、计量标准的测量不确定度验证使用该标准装置和外单位另一套同等级的标准装置分别对同一支热电偶进行检定，所得各被检点修正值的数据如下所示：检定点本标准装置检定结果mV外单位标准装置检定结果mV差值mV 40016.48516.4710.014 600 24.99024.9770.013 80033.30133.2830.018 最大差值mV0.018最大差值为18V U （60.55V）该标准装置的测量不确定度的验证符合JJF1033-2001计量标准考核规范的要求。十、结 论 按照双极法进行测量，以二等铂铑10-铂热电偶作为标准器，测量对象为级K型(3001300) 工作用廉金属热电偶,在800测量点被测仪表示值误差的扩展不确定度为42.82V k=2, 并得以验证,其重复性、稳定性考核均符合计量标准考核规范的要求，本检定装置可以开展（3001300）范围的级工作廉金属热电偶的检定工作。十一、附加说明