工业铂 铜热电阻检定规程

JJG229-2010工业铂、铜热电阻检定规程山东省计量科学研究院热工室徐兴业2011.92一、新规程解读二、相关计算三、不确定度分析四、建标及标准复查23一、新规程解读1、范围工业铂热电阻（-200～850）℃3.851×10-3℃-1工业铜热电阻（-50～150）℃4.280×10-3℃-1首次检定、后续检定、使用中检验342、引用文献IEC60751(2008)工业铂热电阻及其传感器JB/T8623-1997工业铜热电阻技术条件及分度表45564、概述4.1组成工业铂铜热电阻由装在保护管内的一个或多个铂、铜热电阻感温元件组成，包括内部连接线以及用来连接电测量仪表的外部端子（不包括测量、显示装置）。可含安装固定用的装置和接线盒。但不含可分离的保护管或安装套管。674.2温度特性铂热电阻的电阻-温度关系（-200~0）℃的温度范围Rt=R0［1+At+Bt2+C(t-100)t3］W=Rt/R0=1+At+Bt2+C(t-100)t3（0~850）℃的温度范围Rt=R0(1+At+Bt2)W=Rt/R0=1+At+Bt2A=3.9083×10-3℃-1B=-5.7750×10-7℃-2C=-4.1830×10-12℃-4785、计量性能要求5.1允差表1线绕元件和膜式元件89关于“有效温度范围”1、来源于IEC60751:2008—temperaturerangeofvalidity2、有效温度范围与允差等级同时使用；3、有效温度范围通常小于测量范围；4、在检定工作中，上、下限是指有效温度的上、下限。9105.2稳定性铂热电阻在经历最高工作温度672h后，其R0值的变化换算成温度后不得大于表1规定的0℃允差的绝对值。理解：672h=28×24h“R0值的变化”---应为绝对值10116、通用技术要求6.1.3根据测量电路的要求，热电阻可以有二、三、四线制的接线方式，其中A级和AA级的热电阻必须是三线制或四线制的接线方式。6.2绝缘电阻感温元件与外壳之间、各感温元件之间常温绝缘电阻：不小于100MΩ高温绝缘电阻1112工业热电阻标识举例121×Pt100/A/4/-150/+5001支感温元件铂热电阻标称阻值100Ω允差等级A（有效温度范围?)4线制接线下限温度-150℃上限温度500℃137、计量器具控制原则：标准器、电测仪器以及配套设备引入的扩展不确定度换算成温度不大于被检热电阻允差绝对值的1/4（或1/3）。7.1.1检定设备（1）主标准器13设备名称技术要求用途备注标准铂电阻温度计（-196～660）℃二等用比较法检定时的参考标准也可用满足不确定度要求的其它标准温度计147、计量器具控制7.1.1检定设备（2）电测设备（例）14设备名称技术要求用途备注电测仪器（电桥或可测量电阻的数字多用表）被检热电阻等级电测仪器等级测量标准铂电阻和被检热电阻的阻值1、电测仪器的量程应与被测量相适应；2、保证被测量分辨力换算成温度后不低于0.001℃；3、测量电流引起的温升尽可能小。AA级、A级0.005级及以上等级B级、C级0.02级及以上等级157、计量器具控制7.1.1检定设备（3）恒温源15设备名称技术要求用途备注冰点槽U≤0.04℃,k=20℃也可用恒温槽恒温槽温度范围：（-50～300）℃水平温场：≤0.01℃垂直温场：≤0.02℃温度变化：不大于0.04℃/10min300℃以下恒温源足够的插入深度高温炉温度范围：（300～850）℃测量区域温差不大于热电阻上限温度允差的1/8300℃以上恒温源也可用其它高温源液氮杜瓦瓶或液氮比较仪/196℃低温源/167、计量器具控制7.1.1检定设备（4）其它16设备名称技术要求用途备注转换开关接触电势≤1.0μV多支热电阻用转换器电流换向水三相点瓶/核查标准铂电阻温度计的Rtp/绝缘电阻表直流电压：（10～100）V10级测量绝缘电阻/17关于电测设备和水三相点瓶的使用（1）被检热电阻为A级、AA级电测必须是0.005级及以上（建议Rtp经常在三相点瓶中重测）；（2）被检热电阻为B、C级可以使用0.02级及以上电测；17187、计量器具控制7.1.2环境条件温度：（15～35）℃湿度：（30～80）%RH同时要满足电测设备对环境的要求18197、计量器具控制7.2检定项目19检定项目首次检定后续检定使用中检验外观+++绝缘电阻常温+++高温*--稳定性*--允差0℃+++允差等级规定的上限（或下限）或100℃（首选100℃）++-207.3检定方法7.3.1外观检查7.3.2绝缘电阻的测量（1）感温元件与保护管之间的绝缘电阻（2）多个感温元件之间的绝缘电阻注意：绝缘电阻表直流电压的选择（常温100V，高温10V）20217.3检定方法7.3.3稳定性试验(1)测量R0(2)在最高工作温度保持672h(3)再次测量R021227.3检定方法7.3.4允差的检定7.3.4.1检定点的选择“各等级热电阻的检定点均应选择0℃和100℃，并检查α的符合性。当Δα不符合要求时，仍需进行上限（或下限）的温度检定（首选上限）。”“取消300℃点变通”22237.3检定方法7.3.4允差的检定7.3.4.2热电阻阻值的测量方法（1）接线：标准和被检均应采用4线制的测量方法23242425（2）测量时的要求：A:测量热电阻时应采取电流换向；B:应在尽可能短的时间内采用交替测量标准铂电阻和被检热电阻的办法；C:交替重复不少于4次；D:对保护管可拆卸的热电阻，需要拆除保护管；25267.3.4.3R0的检定（1）在冰点槽或具有0℃的恒温槽（偏差不超过±0.2℃）中进行；（2）标准器、被检热电阻交替读数，不少于4次；26277.3.4.3R0的检定（3）R0的计算计算冰点槽偏离0℃的值：计算被检热电阻在0℃的阻值:计算被检热电阻在0℃的温度偏差：272828标准器读数平均值标准器Rtp值标准铂电阻在0℃电阻比标准铂电阻在0℃电阻比值对温度的变化率冰点槽偏离0℃的值来自于标准器证书或在三相点瓶中重测得到可由标准器证书数据计算得出2929被检热电阻在0℃时的电阻值被检热电阻读数平均值冰点槽偏离0℃的值被检热电阻在0℃时电阻值对温度的变化率被检热电阻在0℃的温度偏差被检热电阻在0℃的标称电阻值307.3.4.4R100的检定（1）恒温槽的温度应控制在检定点附近，不应超过±2℃；（2）恒温槽在10min内温度变化不超过±0.02℃；（3）标准器、被检热电阻交替读数，不少于4次；3031（4）R100的计算计算恒温槽偏离100℃的值：计算被检热电阻在100℃的电阻值：计算被检热电阻在100℃的温度偏差值：31327.3.4.5R0、R100的合格判定(1)由被检热电阻在0℃、100℃的温度偏差，依据规程表1进行判断；3233(2)由被检热电阻在0℃、100℃的电阻值，依据规程表5进行判断；33347.3.5实际电阻温度系数α的要求（1）计算α值（2）Δα=α-α标称（3）查规程表6注意：表6中Δα的允许范围与Δt0相关3435表63536Δα的允许范围PRTAA级（修约至小数点后7位）A级（修约至小数点后7位）B级（修约至小数点后6位）C级（修约至小数点后6位）CRT（修约至小数点后6位）3616016010)300.7(10)300.7(－－℃℃tt16016010)230.7(10)230.7(－－℃℃tt16016010)2114(10)2114(℃℃tt16016010)2132(10)2132(℃℃tt16016010)4734(10)4734(℃℃tt37数据处理中的要求恒温槽温度的控制：检定0℃时，在0.0℃±0.2℃；检定100℃时，在100℃±2℃。是为了避免在温度值与电阻值的换算过程中因直接采用0℃和100℃的dR/dt带来的影响。和的计算结果修约到1mΩ；AA级修约到0.1mΩ。是为了减少修约带来的误差。Δα的取值按规程中的范围函数计算得到，其中AA级和A级修约至10-7，B级、C级和铜热电阻修约至10-6。370'R100'R387.4检定结果的处理7.5检定周期最长不超过1年38合格检定证书不合格检定结果通知书（注明不合格项）39二、相关计算标准铂电阻温度计W和dW/dt计算1、现有的标准铂电阻检定证书39Rtp(Ω)25.1444Wzn（=R419.527℃/Rtp）2.56831Wsn(=R231.928℃/Rtp)1.89246W100（=R100℃/Rtp）1.39263WGa(=R29.7646℃/Rtp)1.11810a8-3.7×10-4b8-1.3×10-5自热效应(mK)1.9402、计算任意温度t对应的标准铂电阻值R40413、计算标准铂电阻W和dW/dt例：计算300℃时的W和dW/dt(1)t=300R300W300=R300/Rtp(2)dW/dt(t=300)=(W301-W299)/(301-299)4142三、不确定度分析不确定分量来源：1、二等标准铂电阻温度计：复现性、周期稳定性、自热2、电测设备3、恒温设备的波动和温场不均匀4、被检热电阻自热5、重复性(EXCEL)42430℃测量的标准不确定度汇总标准不确定度不确定度来源标准不确定度值/mK灵敏系数不确定分量116.53测量重复性0.79插孔间温差0.00电测设备误差16.25自热影响2.95-16.5122.04标准铂电阻复现性1.94电测设备误差0.00，21.06自热影响2.31标准铂电阻稳定性5.7743)t(ui)t(ui1)t(ui2)t(ui3)t(uii4）（*itu1）（*itu）（*itu2）（*itu3）（*itu444100℃测量的标准不确定度汇总标准不确定度不确定度来源标准不确定度值/mK灵敏系数不确定分量124.23测量重复性0.57插孔间温差8.16电测设备误差22.60自热影响3.04-18.6729.27标准铂电阻复现性1.32电测设备误差2.84，28.10自热影响0.00标准铂电阻稳定性8.0844)t(uh)t(uh1)t(uh2)t(uh3)t(uh4）（*htu）（*htu1）（*htu2）（*htu3）（*htu445合成不确定度Rtp由测量得到时0℃：uc=17.77mK，νeff=50100℃：uc=25.73mK，νeff=50Rtp由检定证书得到时0℃：uc=27.55mK，νeff=100100℃：uc=38.00mK，νeff=1004546扩展不确定度取估计值的置信概率为95％。Rtp由测量得到时0℃：U95=2.01×17.77=36mK，k95=t95(50)=2.01100℃：U95=2.01×25.73=52mK，k95=t95(50)=2.01Rtp由检定证书得到时0℃：U95=1.98×27.55=55mK，k95=t95(100)=1.98100℃：U95=1.98×38.00=75mK，k95=t95(100)=1.984647四、对新建标准及标准复查的影响1、设备配置A级、AA级——0.005级电测+水三相点瓶B级、C级——0.02级及以上电测2、开展项目的温度范围标准铂电阻温度计+恒温设备——交集例：标准铂电阻温度计（0～420）℃恒温设备（-30～300）℃开展项目的温度范围（0～300）℃3、重新进行不确定度分析4748谢谢欢迎大家相互交流学习徐兴业Email:85175