21-JJF(京)3003-2018熱量表配對溫度傳感器校準規(guī)范

熱量表配對溫度傳感器校準規(guī)范2018-03-09發(fā)布2018-04-09實施熱量表配對溫度傳感器校準規(guī)范關中國質檢出版社出版發(fā)行北京市朝陽區(qū)和平里西街甲2號(100029)北京市西城區(qū)三里河北街16號(100045)開本880>12301/16印張1.5字數30下字2018年6月第一版2018年6月第一次印刷如有印裝差錯由本社發(fā)行中心調換版權專有侵權必究舉報電話：(010)68510107熱量表配對溫度傳感器校準規(guī)范JJF(京)3003—2018主要起草單位：北京市計量檢測科學研究院天津市計量監(jiān)督檢測科學研究院河北省計量監(jiān)督檢測研究院參加起草單位：北京市熱力集團有限責任公司本規(guī)范委托北京市計量檢測科學研究院負責解釋姚敏(北京市計量檢測科學研究院)Ⅲ昀(天津市計量監(jiān)督檢測科學研究院)卜占成(河北省計量監(jiān)督檢測研究院)王軼巍(北京市計量檢測科學研究院)彭靜(北京市計量檢測科學研究院)瞿蒙(北京市計量檢測科學研究院)李萍(北京市熱力集團有限責任公司) 2引用文件 3術語和計量單位 4概述 5計量特性 6通用技術要求 7校準條件 8校準項口和校準方法 9校準結果的表達 10復校時問問隔 附錄A原始記錄格式 附錄B校準證書內頁參考格式 附錄C熱電陽校準時的接線方式及引線電纜的要求 附錄D標準鉑電陽溫度計、鉑熱電阻的電阻值與溫度之間的對應關系 附錄E溫度傳感器示值誤差的不確定度評定示例 附錄F配對溫度傳感器溫差誤差的不確定度評定示例 本規(guī)范參照了國家計量技術規(guī)范JJF1001—2011《通用計量術語及定義》、JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》,以及JJF1071—2010《國家計量校準EN1434-1:2015《熱量表第1部分：一般要求》(HeatmetersPart1:GeneralConstructionalrequirements)、EN1434-4:2015《熱量表第4部分：型式批準試驗》(HcatmctersPart4:Pattcrnapprovaltcsts)、EN1434-5:2015《熱量表第5部分：1熱量表配對溫度傳感器校準規(guī)范本規(guī)范適用于熱量表配對溫度傳感器的溫度、溫差計量性能參數的校準。其他類似配對溫度傳感器的校準也可以參照本規(guī)范。2引用文件JJG225—2001熱能表JJG229—2010工業(yè)鉑、銅熱電阻GB/T30121—2013工業(yè)鉑熱電阻及鉑感溫元件GB/T32224—2015熱量表EN1434-1:2015熱量表第1部分：一般要求(HcatmctersPart1:GencralEN1434-2:2015熱量表第2部分：結構要求(HcatmetcrsPart2:Construc-EN1434-4:2015熱量表第4部分：型式批準試驗(HeatmetersPart4:Pat-EN1434-5:2015熱量表第5部分：首次檢定試驗(HeatmetersPart5:凡是注H期的引用文件，僅注H期的版本適用丁本規(guī)范；凡是不注H期的引用文件，其最新版木(包括所有的修改版)適川于木規(guī)范。3術語和計量單位JJF1001—2011《通用計量術語及定義》、GBT32224—2015《熱量表》和JJG229—2010《工業(yè)鉑、銅熱電阻》界定的及以下術語和定義適用于本規(guī)范。3.1熱量表heatmeter用于測量及顯示水流經熱交換系統(tǒng)所釋放(供熱系統(tǒng))或吸收(供冷系統(tǒng))熱能量的儀表。[GB/T32224—2015,定義3.1]3.2溫度傳感器tempcraturesensor定義3.7]3.3配對溫度傳感器temperaturesensorpair在同一個熱量表上，分別用來測量熱交換系統(tǒng)的供水和回水溫度的一對計量特性一致或相近的溫度傳感器。[GB/T32221—2015,定義3.8]3.4溫差△0tcmpcraturcdiffercncc熱交換系統(tǒng)供水和回水的溫度差值。[GB/T32224—2015,定義3.10]2義3.11_義3.12_3.7溫度范圍上限θupperlimitofthetemperaturerange流經熱量表的載熱液體的最高允許溫度，熱量表在此溫度下運行不超過最大允許3.8溫度范圍下限Oinlowerlimitofthetemperaturerange流經熱量表的載熱液體的最低允許溫度，熱量表在此溫度下運行不超過最大允許配對溫度傳感器是熱量表重要組成部分，一般為兩支計量性能相近的溫度傳感器，它們分別安裝在熱力管線的供水管和回水管處，與計算器配合使用可以測量供水與回水之問的溫度差。通常多采用兩線制Pt1000鉑熱電阻，其他的還有Pt100和Pt500等類型的鉑熱電阻。5計量特性5.1單支溫度傳感器的示值誤差E,見表1。5.2配對溫度傳感器溫差的誤差Eg,見表1。參數名稱與IEC60751:2008標準值之差不大于2℃配對溫度傳感器的溫差的最大允許誤差1對計量特性另有要求的配對溫度傳感器，可按有關技術文件規(guī)定的要求進行校準，6通用技術要求6.1外觀6.1.1溫度傳感器各部分裝配正確、可靠、無缺陷，外表涂層應牢固，保護套管應完整無缺陷，不得有凹痕、劃痕和顯著銹蝕。36.1.2感溫元件不得破裂，不得有明顯的彎曲現象。6.1.3每支溫度傳感器應有類型代號、溫度范圍、準確度等級、安裝位置標記、配對標記、制造商名稱或商標等。6.2絕緣電阻溫度傳感器外殼與引線問的絕緣電阻應不小于100MΩ。7.1.1環(huán)境溫度：15℃~35℃。7.1.2相對濕度：25%～85%7.1.3大氣壓力：80kPa～106kPa;7.1.4實驗條件應滿足電測儀表的說明書要求。7.2測量標準及其他設備校準時所需的測量標準及其他設備可以從表2中參考選擇，也可使用測量范圍滿足要求的其他測量設備，其測量不確定度應不大于被測儀器最大允許誤差絕對值的1/3。序號備注1二等測異溫度的2電測設備(電橋或具有電阻值測量功能的數字多用表)圍應與標準鉑電阻溫度計、被辨力換算成溫度后不低丁3溫度范圍：(0～200)℃溫度均勻性：不超過0.01℃;提供恒定溫度場應滿足被校鉑熱電阻和標準溫度計溫度范圍和插4準確度等級不低于10級8校準項目和校準方法8.1校準項目檢查及校準項目見表3。4檢查及校準項日外觀檢查2單支溫度傳感器的示值誤差3A8.2校準方法8.2.1準備工作校準前必須先開啟電測設備進行預熱，預熱時間至少20min或者滿足電測設備使用說明書耍求的時間。按使用說明書的要求使恒溫槽處于正常工作狀態(tài)，并保證工作區(qū)域的液面處于規(guī)定的位置。標準溫度計和被校溫度計插入恒溫槽內，浸沒深度符合要求，穩(wěn)定時問不小丁15min。被校溫度傳感器在校準中不應帶外保護套管。溫度傳感器為鉑熱電阻時，其接線方式根據線制不同分為二線制、三線制和四線制，連接方法見附錄C.1,引線電纜的要求8.2.2外觀檢查口測檢查配對溫度傳感器的外觀是否符合本規(guī)范6.1的要求。8.2.3校準點的選擇8.2.3.1校準前，需了解被校配對溫度傳感器的溫差范用、溫度范圍、引線電阻和實際應用的場合，以便合理的選擇校準點。8.2.3.2單支溫度傳感器的示值誤差在(5±5)℃,(40±5)℃,(70±5)℃,(90±5)℃.(130=5)℃,(160±10)℃溫度范圍中選擇3個校準點，高溫、中溫、低溫應在工作溫度范圍內均勻分布8.2.3.3配對溫度傳感器的溫差誤差3個校準點的選擇見表4。溫度下限校準點的可選范圍123注：單支溫度傳感器示值誤差和配對溫度傳感器的溫差誤差的校準點也可根據用戶的要58.2.4單支溫度傳感器的示值誤差將被校溫度傳感器和標準溫度計放入同一個恒溫槽中，按8.2.3.2中示值誤差校準點的要求控制恒溫槽溫度。測量方法：恒溫槽溫度(以標準溫度計為準)偏離校準溫度應在士0.2℃以內，待恒溫槽達到熱平衡后，分別記錄標準溫度計和被校溫度傳感器的示值，至少讀數兩次.取其平均值作為測量結果，測量過程中恒溫槽的溫度變化應不超過0.01℃。用同樣的方法進行其他校準點的測量。各校準點的示值誤差計算按8.2.7.1中式(1)計算。8.2.5配對溫度傳感器的溫差誤差配對溫度傳感器的溫差誤差可按8.2.5.1或8.2.5.2任·方法進行校準。8.2.5.1雙恒溫槽校準法將供水、回水溫度傳感器以及相應的標準溫度計分別放入兩個不同溫度的恒溫槽中，按8.2.3.3中溫差校準的溫度點要求分別控制恒溫槽溫度，按8.2.4的測量方法進行校準，讀數過程為：標準溫度計1→溫度傳感器1→標準溫度計2→溫度傳感器2→溫度傳感器2→標準溫度計2→溫度傳感器1→標準溫度計1,用同樣的方法進行其他溫差8.2.5.2單恒溫槽校準法將供水、回水溫度傳感器和一支標準溫度計放入同一個恒溫槽中，按8.2.3.3中溫差校準的溫度點要求分別將恒溫槽的溫度控制在供水溫度和回水溫度，按8.2.4的測量方法，分別得到標準溫度計、溫度傳感器1和溫度傳感器2的測量結果。用同樣的方法進行其他溫差校準點的測量。配對溫度傳感器各溫差校準點的誤差按8.2.7.2中式(2)計算。8.2.6絕緣電陽檢查把溫度傳感器的引線接到絕緣電阻表的一個接線端，絕緣電阻表的另一接線端與溫度傳感器的保護套管連接，測量引線與保護套管之間的絕緣電阻，其結果應符合6.2的8.2.7數據處理8.2.7.1單支溫度傳感器的示值誤差Eg——溫度傳感器在校準點l時的示值誤差，℃;——溫度傳感器測量的平均值，℃;f、——標準溫度計測量的平均值，℃。8.2.7.2配對溫度傳感器的溫差誤差6E配對溫度傳感器在溫差校準點△0時溫差誤差；T,T—分別為供水溫度傳感器和回水溫度傳感器測量的平均值，℃;T,T——分別為標準溫度計供水和回水測量的平均值，℃。8.2.7.3被校準溫度傳感器為鉑熱電阻時，其阻值與溫度的關系見附錄D.1,標準溫度計為二等標準鉑電阻溫度計時，其阻值與溫度的關系見附錄D.2。9校準結果的表達校準證書應給出熱量表配對溫度傳感器的相關信息，校準結果包括熱量表配對溫度傳感器的外觀檢查、絕緣電阻、單支溫度傳感器的示值誤差、配對溫度傳感器的溫差誤差以及測量結果的不確定度。原始記錄和校準證書格式可以參考附錄A和附錄B。復校時間間隔的長短是由儀器的使用情況、使用者、儀器本身質量等諸因素決定的，因此用戶可根據實際使用情況白主決定復校時間間隔。建議復校時間間隔最長不超過1年，使用特別頻繁時應適當縮短。JJF(京)3003—20187附錄A原始記錄格式標準器名稱型號/規(guī)格不確定度：被校溫度點/℃12引線電阻/Ω實際值/Ω對應溫度t/℃2平均值/(Ω/℃)引線電阻/C實際值/Ω對應溫度t/℃2平均值/(Ω/℃)引線電阻/0實際值/Ω對應溫度t/℃絕緣電阻/MΩ8二、配對溫度傳感器的溫差誤差被校溫差點回水點：℃回水溫度點：℃12引線電阻/Ω實際值/Ω對應溫度t/℃點：℃叫水溫度點：℃12引線電阻/Ω 實際值/Ω對應溫度t/℃ 點：℃回水溫度點：℃12引線電阻/Ω實際值/Ω對應溫度t/℃JJF(京)3003—20189附錄B校準證書內頁參考格式校準溫度點/℃單支溫度傳感器的示值誤差——供水/℃單支溫度傳感器的示值誤差回水/℃U=℃;k=2JJF(京)3003—2018附錄C熱電阻校準時的接線方式及引線電纜的要求C.1鉑熱電阻接線方式C.1.1二線制在測量二線制的熱電阻時，應接成四線制進行。應考慮從感溫元件連接點到鉑熱電阻端了間內引線的電阻值，若制造商提供引線的電阻值，則測量結果應扣除引線電阻值。否則，引線電阻應包括在感溫元件內。接線方法如圖C.1所示。圖C.1二線制鉑熱電陽測量接線圖在測量二線制的鉑熱電阻時，為消除引線電阻r的影響，可分別按圖C.2(a)和圖C.2三線制鉑熱電阻測量接線圖電測儀器可以選用符合測量準確度要求的電橋或數字多用表。為削弱熱電勢的影響，用數字多用表測量電阻時應采取電流換向，取平均值?？紤]恒溫槽溫度隨時間變化的因素，應在盡可能短的時間內采川交替測量熱電阻和標準電阻的方法，交替重復不少于4次(包括電流換向),分別取平均值作為測量結果。四線制熱電阻則按照接線端的順序，直接連接測量儀表測量即可。C.2鉑熱電阻引線電纜的要求鉑熱電阻的引線電纜一般由制造廠配套提供。已匹配成對的鉑熱電阻，所采用電纜的導體截面和長度都應相同，且供應商提供的信號導線的長度不得被改變。規(guī)定。導線導體截面積/mm2得超過配對溫度傳感器誤差的0.2倍，從而計算出每根導線截面的最大允許長度。對于史大標稱電阻值的傳感器，引線限制值可按比例擴展，C.2.2當鉑熱電阻的引線電纜長度超過表C.1的要求時，鉑熱電阻應采川四線制。附錄DD.1鉑熱電阻電阻值與溫度之間的對應關系R'鉑熱電阻感溫元件的電阻值，Ω;R——鉑熱電阻的測量電阻值，Ω;r——鉑熱電阻的引線電阻值(一般山鉑熱電阻生產廠家給出，如果沒有給出則忽略),Ω。t;——被校鉑熱電阻在校準點t時測量的溫度示值，℃;R?——在校準點t時鉑熱電阻的標稱電阻值，Ω;(dR/dt):——被檢鉑熱電阻在校準點t時，電阻對溫度的變化率，Ω/℃。(dR/dt),=R?(A+2Bt)R?0℃時鉑熱電陽的名義電陽值，Ω;A鉑電阻特性參數；3.9083×10-3℃-1;B知電阻特性參數；-5.7750×10-7℃-2D.2標準鉑電阻溫度計電阻值與溫度之間的對應關系R、R標準鉑電陽溫度計分別在校準點t時和水三相點測得的電陽——標準鉑電阻溫度計在校準點t的電阻比值和電阻比值對溫度的變化率；t——標準鉑電阻溫度計在校準點t測量的溫度示值，℃;在校準點t時的名義溫度值，℃。附錄E溫度傳感器示值誤差的不確定度評定示例E.1概述E.1.1測量環(huán)境：溫度20.5℃,濕度55%RH。E.1.2主要標準器：二等標準鉑電阻溫度計，U=0.006℃,k=2,ASL生產的F200的數字測溫儀，分辨力0.001℃,Ua=1×10-?,k=2。E.1.3配套設備：安捷倫34401A型數字多川表，最大允許誤差：±(0.010%讀數+0.001%量程),分辨力為10mΩ。E.1.4被校對象：熱量表配對溫度傳感器(鉑熱電陰),型號Pt1000,B級。E.1.5校準方法：將被校鉑熱電阻和標準溫度計放入同一個恒溫槽內，按溫度點(5℃、70℃、95℃)校準的要求控制溫度，當恒溫槽溫度偏離校準溫度在0.2℃以內(以標準溫度計為準),分別記錄標準溫度計和被校溫度傳感器的示值，讀數兩次，取其平均值為測量結果，測量過程中恒溫槽的溫度變化應不超過0.01℃。由測量結果計算該支鉑熱電阻(5℃、70℃、95℃)時的示值誤差。E.2測量模型E?=r-T(E.1)E.3靈敏系數E.4各分量的標準不確定度評定E.4.1輸入量t的標準不確定度u(t)的評定E.4.1.1測量重復性引入的不確定度分量u?(t),用A類方法進行評定。由于恒溫槽的控溫穩(wěn)定度和鉑電阻自身的穩(wěn)定性等會導致鉑電阻輸出值的不重復性，分別在溫度為5℃、70℃、95℃時，重復測量10次，結果見表E.l。1234567JJF(京)3003—201889xE.4.1.2由數字多川表引入的標準不確定度分量u?(t),川B類方法進行評定。擋，最大允許誤差：±(0.010%讀數+0.001%量程),分辨力為10mΩ,取均勻分布，k=√3,則換算溫度5℃時，最大允許誤差為0.052℃;70℃時，最大允許誤差為0.059℃;95℃時，最大允許誤差為溫度點/℃5最大允許誤差/℃二0.059E.4.1.3分量u(t)合成標準不確定度，由于u?(l)、u?(t)√u?(t)2+u?(t)2,結果見表E.3。表E.3分量u(t)合成標準不確定度互不相關，則u(t)=單位為℃溫度點5E.1.2由輸入量t、引入的不確定度u(ts),川B類方法進行評定。E.1.2.1由二等標準鉑電阻溫度計的量值溯源引入的標準不確定度u?(ts)E.4.2.2由二等標準鉑電阻溫度計的長期穩(wěn)定性引入的標準不確定度u?(t、)使用中的二等標準鉑電阻溫度計在(0～100)℃的穩(wěn)定性不超過0.010℃,均勻分JJF(京)3003—2018E.4.2.3由測量二等鉑電阻溫度計的電測設備引入的標準不確定度ug(ts),F200型數字測溫儀，有證書可知U=1×10-,k=2,則：5℃、70℃、95℃時對應的絕對不確定度，將其換算為溫度見表E.4。溫度點5E.4.2.4由恒溫槽的溫場均勻性和波動性引入的標準不確定度u?(△ts)的誤差，恒溫槽的工作區(qū)域最大溫差不超過0.01℃,波動性不超過0.01℃,都是均勻分布，k=√3,取半寬則：E.4.2.5分量u(t)合成標準不確定度由于u?(t?)、u?(ts)、u?(t?)、u?(ts)互不相關，則5℃、70℃、95℃時：u(t?)=√u?(t.)2+uz(ts)2+ug(t.)2+u?(ts)*=0E.5合成標準不確定由丁各分量互不相關，則u。=√u(t)2+u(ts)",見表E.5。不確定度標準不確定度5t引入的不確定度t、引入的不確定度合成標準不確定度u.E.6擴展不確定度擴展不確定度U=ku。,取包含因子k=2,見表E.6。溫度點5JJF(京)3003—2018附錄F配對溫度傳感器溫差誤差的不確定度評定示例F.1概述F.1.1測量環(huán)境：溫度20.2℃,濕度61%RH。F.1.2主要標準器：二等標準鉑電阻溫度計，U-0.006℃,k—2,ASL生產的F200的數字測溫儀，分辨力0.001℃,Um=1×10-?,k=2。F.1.3配套設備：安捷倫34401A型數字多用表，最大允許誤差：±(0.010%讀數+0.001%量程),分辨力為10mΩ.F.1.4被校對象：熱量表配對溫度傳感器(鉑熱電阻),型號Pt1000,B級。F.1.5校準方法：將二支配對鉑熱電阻和二支標準鉑電陽溫度計分別放入兩個不同溫度的恒溫槽中進行，按照本規(guī)范8.2.5.1中方法一進行溫差測量。以溫差5K為溫差點為例，供水溫度為95℃,回水溫度為90℃。F.2測量模型為了方便分析，將測量模型簡化為式(F.2):△t校支配對鉑熱電阻在溫差校準點△O時的差值，℃;△t標——二支標準鉑電陰溫度計在溫差校準點△0時的差值，℃。F.3靈敏系數F.4各分量的標準不確定度評定F.4.1輸入量△t校的標準不確定度u(△t校)的評定F.4.1.1測量重復性引入的不確定度分量u?(△t校),用A類方法進行評定。在溫度為95℃和90℃時，按照校準方法對配對鉑熱電阻的溫差重復測量10次測得結果為5.03℃,5.04℃,5.03℃,5.05℃,5.03℃,5.04℃,5.05℃,5.04℃,5.04℃,5.04℃,則平均值x=5.039℃。單次測量結果的標準偏差：實際工作中是以兩次測量結果的平均值為結果，則：F.4.1.2由數字多川表引