熱敏電阻測溫儀校準規(guī)范

1熱敏電阻測溫儀校準規(guī)范1范圍本規(guī)范適用于測量范圍為(-50～+200)℃,傳感器為熱敏電阻的測溫儀(以下簡稱測溫儀)的校準。測溫儀由熱敏電阻傳感器和顯示儀表組成。其工作原理是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化的特性進行溫度測量的。其特點是響應速度快，感溫元件小，在窄溫區(qū)內(nèi)測量準確度高。3計量特性3.1絕緣電阻在環(huán)境溫度為15℃~35℃、相對濕度為45%～75%的條件下，測溫儀顯示儀表各端子之間、傳感器引線與其外殼之間的絕緣電阻應不小于表1的要求。測試點電源端子……地或機殼2343.2示值誤差測溫儀示值誤差有以下兩種表示形式。3.2.1直接以被測量值表示見公式(1):K-—允許的示值誤差限，℃。3.2.2以與被測量值有關(guān)的量程和量化單位表示見公式(2):2a——測溫儀準確度等級；b——在數(shù)字化過程中產(chǎn)生的量化誤差，一般為1;d—-輸出信息末位1個字所表示的值，℃。穩(wěn)定性應符合對被校準測溫儀的要求。4.1環(huán)境條件環(huán)境溫度15℃~35℃;相對濕度<85%。周圍除地磁場外，應無影響其正常工作的外磁場。4.2標準器及其他配套設備4.2.1標準器根據(jù)被校測溫儀允許誤差的大小，分別選用標準水銀溫度計和標準鉑電阻溫度計作4.2.2配套設備標準鉑電阻溫度計配套設備：測溫電橋，引用修正值后相對誤差絕對值不大于1×10-5、四點轉(zhuǎn)換開關(guān)(熱電勢≤0.4μV)、恒溫槽、水三相點瓶及保溫裝置。恒溫槽技術(shù)指標見表2。設備名稱測溫范圍備注(—60～室溫)℃最大溫差：0.02℃根據(jù)需要選擇其一(室溫～95)℃最大溫差：0.01℃也可根據(jù)客戶要求和被校測溫儀允許誤差選用其他技術(shù)指標不低于上述要求的計量標準器及配套設備。3校準、檢查項目見表3。十￥*2對于采用電池供電的測溫儀，其絕緣電阻不進行檢5.2.1絕緣電阻的檢查斷開測溫儀電源，用絕緣電阻表按表1規(guī)定的部位進行測量，測量時應穩(wěn)定5s后5.2.2示值誤差的校準5.2.2.1校準點的選擇校準點的選擇：按量程均勻劃分設定，不少于5個校準點，包括上限值、下限值和0℃點(如有0℃點)。也可根據(jù)用戶要求選擇校準點。5.2.2.2示值誤差校準方法測溫儀校準時，通常以0℃為界，高于0℃的量限向上限依次進行校準，小于0℃的量限向下限依次進行校準。將標準溫度計和被校測溫儀的傳感器按規(guī)定浸沒深度插入恒溫槽中，被校傳感器插人深度不小于7.5cm,并使被校傳感器盡可能靠近標準溫度計，恒溫槽恒定溫度偏離校準點不超過0.2℃,以標準溫度計為準。待恒溫槽溫度穩(wěn)定后，讀數(shù)4次，其順序為標準→被校1→被校2…被校n,然后再按相反順序回到標準，取4次讀數(shù)平均值計算測溫儀的示值誤差。使用標準鉑電阻溫度計作標準器時，整個校準過程完成后應測量Rp。5.2.2.3示值誤差計算當標準器為標準水銀溫度計時，示值誤差計算見公式(3):t---測溫儀讀數(shù)平均值，℃;A——標準水銀溫度計讀數(shù)平均值，℃;當標準器為標準鉑電阻溫度計時，示值誤差計算見公式(4)和公式(5)4t——測溫儀讀數(shù)平均值，℃;t?——標準鉑電阻溫度計測得的實際溫度，℃。式中：t?——名義溫度，℃;W?——溫度t?時標準鉑電阻溫度計的電阻比R?/R。;R?——溫度t?時標準鉑電阻溫度計的電阻值；R?p——標準鉑電阻溫度計水三相點的電阻值；W?——溫度t?時標準鉑電阻溫度計的電阻比；dW/dt-—溫度tz時標準鉑電阻溫度計電阻比的變化率，℃-1。5.2.3穩(wěn)定性的檢查穩(wěn)定性檢查僅在用戶提出需要時進行。檢查方法參見附錄C。6校準結(jié)果表達經(jīng)校準的測溫儀出具校準證書。校準證書應給出：絕緣電阻、示值誤差及測量結(jié)果不確定度。7復校時間間隔建議測溫儀的復校時間間隔1年。由于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(zhì)量等諸因素所決定的，因此送校單位可根據(jù)實際使用情況自主決定復校時間間隔。5熱敏電阻測溫儀校準記錄格式型號/規(guī)格型號/規(guī)格型號/規(guī)格制造廠制造廠制造廠證書編號證書編號證書編號校準地點測溫范圍測溫范圍名義溫度℃讀數(shù)1234實際溫度/℃示值誤差At?/℃測量不確定度/℃注：校準過程中出現(xiàn)的異常情況及偏離情況說明：校準核驗校準日期6二、試驗后校準記錄型號/規(guī)格型號/規(guī)格型號/規(guī)格制造廠制造廠制造廠證書編號證書編號證書編號校準地點測溫范圍測溫范圍名義溫度℃讀數(shù)234實際溫度/℃示值誤差△t?/℃穩(wěn)定性t,=|△t?—△t?|/℃7B.1示值誤差校準溫度/℃示值誤差/℃測量結(jié)果不確定度/℃B.2絕緣電阻B.3溫度穩(wěn)定性8附錄C熱敏電阻測溫儀穩(wěn)定性檢查方法C.1穩(wěn)定性檢查溫度點的選擇穩(wěn)定性檢查一般選擇上限溫度點，也可根據(jù)用戶要求選擇溫度點。C.2穩(wěn)定性試驗時間穩(wěn)定性試驗時間由用戶根據(jù)需要確定。C.3檢查用試驗設備試驗設備：恒溫槽或恒溫箱。技術(shù)指標：溫度均勻度：2℃;溫度波動度：2.0℃/30min。C.4穩(wěn)定性檢查方法C.4.1穩(wěn)定性試驗前示值誤差校準將恒溫槽溫度控制在測溫儀上限溫度點或用戶選定的溫度點，按5.2.2.2示值誤差校準方法對測溫儀進行校準。計算出測溫儀示值誤差，記為△t?。C.4.2穩(wěn)定性檢查試驗將溫場溫度控制在測溫儀上限溫度點或用戶選定的溫度點，將測溫儀傳感器插入溫場，溫場最大變化不超過2℃,時間由用戶選定，試驗結(jié)束后將測溫儀溫度恢復到室溫。再按C.4.1的校準方法對測溫儀進行校準，計算出測溫儀示值誤差，記為△t?。C.4.3穩(wěn)定性計算測溫儀穩(wěn)定性計算見公式(C.1):t?=|△t?~△t?!t?—-測溫儀穩(wěn)定性，℃;△t?——測溫儀穩(wěn)定性檢查試驗后示值誤差值，℃。9附錄D熱敏電阻測溫儀示值誤差測量結(jié)果不確定度評定示例一D.1被測對象精密數(shù)顯熱敏電阻溫度計。測量范圍：(15～35)℃;分辨力：0.001℃。D.2測量標準器二等標準鉑電阻溫度計D.3測量模型式中：W?——溫度t?時二管標準鉑電阻溫度計的電阻比是/RpR?——溫度t?時二籌標準的電阻溫度計的電阻值；D.4輸入量的標準不確定度D.4.1輸入量t引入的標準不確定度u(t)其來源有被校測溫儀測量重復性、顯示儀表讀數(shù)分辨力兩部分。在重復性條件下，測溫儀在25℃進行10次測量，示值誤差的測量數(shù)據(jù)如下：+0.001℃,0.000℃,+0.001℃,+0.0+0.001℃,+0.001℃,+0.001℃,+0.001℃,+0.001b)顯示儀表讀數(shù)分辨力引入的不確定度u(tp)精密數(shù)顯熱敏電阻溫度計最小分辨力0.001℃,按均勻分布，則u(t?)=0.0005℃/√3=0.0003℃=0.3不可靠性為20%,(t)=12。輸入量t的標準不確定度：u(t)=√u2(t?)+u2(t)=√0.22+0.32mK=0.4D.4.2輸入量t?引入的標準不確定度u(t?)輸入量tr的標準不確定度u(t?),其來源有二等標準鉑電阻溫度計的傳播不確定度、穩(wěn)定性、自熱效應、內(nèi)插公式、測溫電橋、恒溫槽溫場不均勻等。a)二等標準鉑電阻溫度計的不確定度u(tia)使用的二等標準鉑電阻溫度計的不確定度為0.003℃,k=2,則不可靠性為10%,(t?)=50。b)二等標準鉑電阻溫度計的穩(wěn)定性帶來的不確定度u(t)u(tn)按二等標準鉑電阻溫度計檢定規(guī)程規(guī)定的本周期檢定結(jié)果與上周期數(shù)據(jù)的允許變化量W(Ga)換算為溫度值不超過8.0mK,則不可靠性為10%,(t)=50。c)二等標準鉑電阻溫度計自熱效應帶來的不確定度u(tie)本實驗用二等標準鉑電阻溫度計自熱效應換算成溫度值不超過2.0mK,按均勻分不可靠性為10%,(t?e)=50。d)二等標準鉑電阻溫度計內(nèi)插公式計算誤差帶來的不確定度u(ti)鉑電阻溫度計的非一致性研究結(jié)果不大于1mK,按均勻分布，則不可靠性為10%,(tia)=50。e)測溫電橋帶來的不確定度u(tie)測溫電橋引入的不確定度：不可靠性為10%,(t?)=50。f)恒溫槽溫場不均勻帶來的不確定度u(tμ)恒溫水槽最大溫差為0.01℃,按均勻分布，則u(t)=0.01℃/√3=0.0058不可靠性為10%,(tu)=50。u(t?)=√u2(tia)+u2(tin)+u(tie)+u2n2=[cu(Y=[st)]2c?=a△/at1標準不系數(shù)不確定度來源標準不確定度自由度9顯示儀表讀數(shù)分辨力二等標準鉑電阻溫度計自熱效應2D.6擴展不確定度U取p=95%,按vm=86查t分布表得包含因子k=t(vt)=2,則熱敏電阻測溫儀在Ugs=k×ue=2×6.7mK=13.4附錄E熱敏電阻測溫儀示值誤差測量結(jié)果不確定度評定示例二E.1被測對象便攜式數(shù)字溫度計。測量范圍：(-50～199.9)℃;分辨力：0.1℃。E.2測量標準器標準水銀溫度計。E.3測量模型△t=t-(A+X)△t——測溫儀示值誤差，℃;t——測溫儀讀數(shù)平均值，℃;A-—標準水銀溫度計讀數(shù)平均值，℃;X——標準水銀溫度計修正值，℃。E.4輸入量的標準不確定度E.4.1被校測溫儀引入的不確定度u(t)輸入量t的標準不確定度u(t),其來源有被校測溫儀的測量重復性、顯示儀表讀數(shù)分a)被校測溫儀測量示值重復性引入的不確定度u(t?)在重復性條件下，進行10次測量，示值誤差的測量數(shù)據(jù)如下：+0.4℃,+0.4℃,+0.5℃,+b)顯示儀表讀數(shù)分辨力帶來的不確定度u(t?)便攜式數(shù)字溫度計最小分辨力0.1℃,按均勻分布，則輸入量t的標準不確定度：u(t)=√u2(t?)+u2(t?)=√21.02+28.92mK=35.7mKE.4.2標準水銀溫度計及配套設備引入的不確定度u(A)輸入量A的標準不確定度u(A),其來源有標準水銀溫度計的估讀誤差、讀數(shù)時視線與溫度計不垂直、恒溫槽溫場不均勻。a)標準水銀溫度計的估讀誤差引入的不確定度u(A?)標準水銀溫度計的分度值為0.1℃,估讀至分度值的1/10,按均勻分布，則b)讀數(shù)時視線與溫度計不垂直引入的不確定度u(A?)經(jīng)試驗，不垂直視差不確定度0.01℃,按反正弦分布，則c)恒溫槽溫場不均勻引入的不確定度u(A?)恒溫油槽最大溫差為0.02℃,按均勻分布，則輸人量A的標準不確定度：u(A)=√u2(A?)+u2(A?)+u2(A?)=√5.82+7.12-11.52mK=14.7E.4.3標準水銀溫度計修正值引入的不確定度u(X)輸入量X的標準不確定度u(X),其來源有標準水銀溫度計傳遞不確定度、長期穩(wěn)a)標準水銀溫度計傳遞不確定度引入的不確定度u(X?)在200℃,標準水銀溫度計的擴展不確定度為0.05℃,服從正態(tài)分布，p=95%,則b)標準水銀溫度計的長期穩(wěn)定性引入的不確定度u(X?)標準水銀溫度計的長期穩(wěn)定性為0.10℃,則輸入量X的標準不確定度：E.5合